Quel calcul faire pour avoir l'IPN d'une poutre acier ?

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Quel calcul faire pour avoir l'IPN d'une poutre acier ?

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jfk 17 - Modifié le 29 nov. 2021 à 15:20
jfk 17 - 3 mars 2013 à 10:27

Bonjour à tous
quelle section d 'IPN metal faudrait 'il choisir pour une portée de 6,60 m ,devant supporter une toiture légère en bac acier ou bardeaux (chaque extrémité serait scéllée dans de l 'agglo
de 20
merci d 'avance (j 'avais pensé à du "120 " mm ? serait-ce suffisant? )

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atlassaturn

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1 784
2 mars 2013 à 10:14

bonjour
Tout dépend de l'espacement des panes , de la pente du toit et des surcharges climatiques . Selon la zone géographique , l'altitude etc , les charges climatiques peuvent varier de quelques dizaines de kg/m2 (daN/m2 pour les puristes) à plusieurs centaines de kg/m2 .
Si vous prenez une charge totale de 100 kg/m2 , ce qui semble un minimum pour un toit léger , dans une zone peu ou pas enneigée et un espacement des panes de 1,5m , cela vous fait une charge totale de environ une tonne , (répartie sur la longueur) .
Pour un IPN de 120 on ne trouve pas de tabulation pour des longueurs supérieures à 4,5 m , ce qui est déjà un signe ! En extrapolant les charges admissibles en fonction du cube de la longueur on trouverait 415 kg .
Pour un IPN de 140 on trouverait 880 , ce qui est encore léger .
Pour un IPN de 160 on trouverait 1500 kg ce qui est déjà plus raisonnable .
Encore une fois tout dépend des charges à prendre en compte et de l'espacement des pannes !

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atlassaturn

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1 784
Modifié par atlassaturn le 2/03/2013 à 12:10

Il ne faut jamais extrapoler un calcul de dimensionnement !
La limitation est donnée pour la flêche en extrapolant la fèche pour des valeurs de 4,5m à 6,5 m en fonction du cube de la longueur , ce qui est juste pour la flêche admissible mais pas pour la contrainte qui devient dimensionnante . Pour limiter la contrainte à un niveau acceptable il faut limiter la charge à 300 kg en 120 , à 450 en 140 et à 625 en 160 .
Pour une charge admissible de l'ordre d'une tonne , il faudrait passer à 180 , mais encore une fois tout dépend des charges à prendre en compte et de l'espacement des panes .
Mais : NE JAMAIS EXTRAPOLER UN DIMENSIONNEMENT , même si il y a des marges importantes .
J'ai pris une contrainte admissible de 5 kg/mm2 (50 Mpa) , ce qui fait un coefficient de sécurité de 8 , ce qui est large . En prenant un coefficient de sécurité de 4 , ce qui est raisonnable si il n'y a pas d'incertitudes sur les charges , un IPN de 160 passerait (pour une tonne répartie) .

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atlassaturn

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3 mars 2013 à 09:29

Bonjour
Le risque de neige est certainement limité en zone côtière , toutefois les règles imposent des charges climatiques minimales de 35 kg/m2 pour les départements côtiers . En rajoutant le poids de la couverture , et en prenant en compte la pente éventuelle , on doit rester très inférieur à 100 kg/m2 pour cette région (le problème du vent est un autre problème) .
Pour 100 kg/m2 , et en prenant comme critères de dimensionnement : flèche inférieure à 1/300 de la portée , contrainte dans l'acier inférieure à 5 kg/mm2 (ce qui est très conservatif) , on en arrive à la conclusion :
-des IPN de 160 espacés de 80 cm présenteront une marge importante ,
-des IPN de 140 seraient suffisants pour la flèche mais critiques pour la contrainte (6,4 kg/mm2) , ce qui laisserait encore des coefficients de sécurité importants (près de 4 sur la limite élastique) .
-des IPN de 120 seraient critiques aussi bien pour la flèche (30mm) que pour la contrainte (9 kg/mm2) . Pour passer avec des IPN de 120 il faudrait être sur que la charge reste inférieure à 50 kg/mm2 .
Nota : indépendamment de l'aspect coût , il y a intérêt à utiliser les panes les plus légères , poids au mètre :
-en 120 11,2 kg/m
-en 140 14,4 kg/m
-en 160 17,9 kg/m
En ce qui concerne le vent , le risque n'est pas l'écrasement de la toiture par la pression du vent mais au contraire son arrachement . Si pour un mur vertical , perpendiculaire au vent , il faut prendre en compte la pression d'arrêt , pour un toit en particulier peu incliné , le risque est lié à la dépression , analogue à l'effet de portance sur une aile d'avion . Il faut que la charpente résiste à cette pression inverse mais cette pression reste inférieure à la charge normale . Par contre le risque est l'arrachement des éléments (bacs acier) ou le soulèvement de toute la couverture , si les panes sont mal scellées .
Conclusion : vous pouvez mettre des IPN de 160 mais des IPN de 140 devraient suffire , par contre le scellement des panes et la fixation des éléments de couverture sur les pannes seront particulièrement critiques en particulier pour un carport .

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jfk 17
3 mars 2013 à 10:27

merci pour votre réponse si compléte

Il ne faut jamais extrapoler un calcul de dimensionnement !
La limitation est donnée pour la flêche en extrapolant la fèche pour des valeurs de 4,5m à 6,5 m en fonction du cube de la longueur , ce qui est juste pour la flêche admissible mais pas pour la contrainte qui devient dimensionnante . Pour limiter la contrainte à un niveau acceptable il faut limiter la charge à 300 kg en 120 , à 450 en 140 et à 625 en 160 .
Pour une charge admissible de l'ordre d'une tonne , il faudrait passer à 180 , mais encore une fois tout dépend des charges à prendre en compte et de l'espacement des panes .
Mais : NE JAMAIS EXTRAPOLER UN DIMENSIONNEMENT , même si il y a des marges importantes .
J'ai pris une contrainte admissible de 5 kg/mm2 (50 Mpa) , ce qui fait un coefficient de sécurité de 8 , ce qui est large . En prenant un coefficient de sécurité de 4 , ce qui est raisonnable si il n'y a pas d'incertitudes sur les charges , un IPN de 160 passerait (pour une tonne répartie) . — atlassaturn

jfk 17 · Accepted Answer · 2013-03-02T13:07:49+0100

merci pour cette réponse trés technique , je n 'ai pas précisé , je suis en bord de mer, La rochelle, neige rare , (ne dure que 2 jours )
-sauf déréglement climatique !-
las pannes seraient espacées de 0 ,80 m environ , mon souci principal étant plutot la résistance au vent (nous avons eu 160 kmh en 99 )
mais comme ce serait un carport ouvert avec légère pente , le vent peut s 'échapper

en tout cas merci et faudrait au moins du 160

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