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Astragal

Problème : souplesse d'un garde-corps en chêne

Bonjour à tous,

J'ai longuement parcouru le forum des questions, pas à pas,... et je n'ai rien trouvé sur la question qui me préoccupe.

Je m'explique :

J'ai récemment installé un garde-corps en chêne sur une terrasse que j'ai réalisée pour un client.

Les poteaux de garde corps reposent sur des pieds en T fixés dans la structure à l'aide de tire-fond. Les poteaux sont posés sur ces pieds via une rainure sur tout le long.

Les poteaux et les balustrades sont assemblés via domino ou tenon/mortaise.

La manière dont je fonctionne :

J'installe à l'avance tout les pieds de poteaux aux endroit prévus.

J'installe ensuite le premier poteau dans le mur avec tiges filées et scellement. J'installe ensuite la première balustre dans le poteaux, ensuite le second poteaux, et ainsi de suite.

Habituellement, je conçois des gardes-corps de 2,5m ou 3 sur chaque côté, et le tout est extrêmement costaud.

Pour ce projet, j'ai du installer une longueur de garde-corps de 530 cm entre un mur et un angle de 90°. Et là, je constate un certaine souplesse au centre du garde-corps. En effet si je tire ou pousse sur la main courante, le garde-corps est assez flexible, ce qui n'est jamais le cas sur les petites longueurs.

Quelle aurait été la solution pour ne pas avoir de jeu ? J'ai pensé à 3 options.

  • une jambe de force/pièce metallique qui irait des poteaux jusque dans la façade en dessous de la terrasse, mais cette option est exclue.

  • une jambe de force depuis un poteau jusque dans la structure de la terrasse, mais ça diminue la surface de la terrasse et ça n'est pas harmonieux.

  • Faire une rainure soit dans les poteaux + traverses horizontales supérieures (ou éventuellement juste dans la main courante) et y insérer un "plat" en inox de 35/40 mm x 5 mm sur toute la longueur pour rigidifier le tout?

Bref, j'ai besoin de votre science..

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5 réponses

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Plonk42

Je vais peut-être dire une grosse ânerie, mais est-ce qu'il n'aurait pas fallu pivoter les T métalliques de 90° pour que les efforts transmis par les montant soient dans l'axe de la soudure, au lieu de lui être perpendiculaire ?

dneis
Je suis d'accord

Tout à fait d'accord: la rainure dans le pied des poteaux doit être perpendiculaire au plan de la balustrade, et non dans le plan de la balustrade, et la platine métallique doit être positionnée en accord avec cette orientation.

Cela va changer la raideur des pieds de poteaux du tout au tout.

Astragal
( Modifié )

Merci Plonk42 et dneis pour votre réponse.

Initialement, je pensais les installer perpendiculairement, même si dans ce cas de figure, tout le poids porte alors uniquement sur la résistance des vis de fixation (4 vis de diamètre 7,5 par T métallique).

Toutefois, vu que les balustrades sont installées dans les poteaux par domino ou tenon mortaise, je n'ai que 2 possibilités (voir ce précédent lien pour le sujet de l'installation du garde-corps - lairdubois.fr/..._comment_295299) :

  • Soit j'assemble l'ensemble des poteaux avec les balustrades par tenon/mortaise ou domino, je soulève l'ensemble (soit 8 poteaux et 7 balustrades en un coût) et je l'installe sur les T installés perpendiculairement. Toutefois, vu le poids et que je travaille seul, c'est totalement irréalisable.

  • Soit je place les T métallique dans le sens parallèle, ce qui me permet d'installer un poteau , ensuite d'encastrer la balustrade par tenon mortaise, puis d'encastrer la mortaise du second poteau qui coulisse sur le T par sa rainure dans le tenon de la balustrade, et ainsi de suite.

Si les T sont placés perpendiculairement, je n'ai aucun moyen d'encastrer les tenons/mortaises. La seul possibilité serait fait des balustrades avec des montants de chaque côté et ne pas utiliser de tenon mortaise mais simplement de fixer via des vis à travers le montant de chaque balustrade dans le poteau.

Ci-dessous, l'étude des forces :

J'en déduis que si j'avais tourné perpendiculairement les T comme vous le proposez, ça aurait été une force de "traction" et donc une résistance bien plus élevée (17,9 kN) par rapport au T, et que dans mon cas il s'agit de cisaillement (3,7 k) donc une résistance bien plus faible.

dneis

Astragal dans ton schéma:

  • la traction correspond à la flèche F1t
  • la compression F1c
  • le cisaillement F2/3
  • le moment M2/3

Ce sont des efforts admissibles avant endommagement de la platine. MAis ce n'est pas cela qui va te dire si le montage est assez rigide ou pas (au sens raideur = déplacement pour une force donnée).
En revanche, M2/3 montre bien que le voile vertical de la platine doit être perpendiculaire au plan de la balustrace, car dans l'autre direction la résistance n'est même pas donnée .

Glorfindelrb

Bonjour, votre système de montage ne peut pas vous permettre de négliger la structure. Monté comme ça tout le garde-corps est fixé sur des languettes de tôle de 4mm d'épaisseur. Il manque de rigidité mais il est surtout dangereux.
Je vois mal comment couper à une reprise des ancrages ici.

Même en posant les pieds dans le bon sens, ça vaudrait la peine de les justifier, vous ne devez pas être si loin que cela des valeurs admissibles données. Le moment donné à 0.36kNm est vite atteint avec un bras de levier de minimum 1m.

etiennedesthuilliers

Glorfindelrb bonjour la norme est un sac de sable de 80kg tombant de 1 mètre et une flèche de 1 300 eme de la longueur

Astragal

Un sac de sable tombant sur le garde-corps, ou avec un arc de cercle sur le côté ?

Astragal

Glorfindelrb , pouvez-vous m'expliquer ce que signifie le "moment" ? S'agit-il d'une torsion ?

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racmterrof
( Modifié )

Une pose différente tendrait a donner a ton garde corps la rigidité que l'on est en droit d'attendre.

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Ardennais
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Bonjour Astragal. En faisant un zoom sur vos photos, j'ai comme l'impression que vous avez placé vos équerres en alignement avec la balustrade.. si c'est le cas, c'est une erreur car vous avez la souplesse du matériau dans le sens où il n'en faut surtout pas (1 mm de souplesse en bas donne plusieurs millimètres en haut). Ensuite, pour reprendre monsieur desthuilliers, votre lisse est bien maigre. La souplesse de chaque élément cumulée donne au final une balustrade d'une grande souplesse, ce qui est un véritable problème. Ensuite, il serait préférable de donner de la pente à cette lisse afin de faciliter l'évacuation de l'eau (la stagnation de l'eau est à proscrire). Attention aussi avec les dominos, il est préférable de ne pas utiliser des dominos traditionnels en hêtre mais dans un bois qui est adapté aux conditions climatiques extérieures mais aussi de bien penser que ça reste un assemblage de petite section (à nouveau des problèmes de souplesse sur des bois d'une grande longueur)..

Je vois que vous êtes en Belgique, de quel coin ?

Bon copeaux, Ardennais 😉

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Astragal
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Bonjour Ardennais. Merci pour ta réponse.

Je suis sur Bruxelles ;).

Effectivement, il y a eu erreur sur le sens des pieds métalliques. Maintenant que tout est installé + collé, je ne peux pas tout démonter car je devrais presque tout recommencer. J'ai pris note de mes erreurs pour la prochaine fois.

Tout à fait, ma lisse est trop mince (voir le détail de Kentaro à ce sujet).

Je suis en train de concevoir une lisse de 165 mm x 38 mm avec une pente des 2 côtés pour évacuer l'eau de pluie qui va venir renforcer le tout. ce qui largement augmenter la rigidité.

J'ai également prévu d'installer une à deux jambe de force supplémentaire.

Mes Dominos sont bien en Sipo, pas de soucis à ce niveau là.

Question : les T métalliques pour les poteaux des coins : dans quel sens devraient-ils être installés pour être le plus solide possible ?

Ardennais

Astragal ok, moi région de Couvin.
Dans les coins, l'idéal serait d'avoir le même système mais en L. Ce qui donnerait de la résistance dans les deux sens. Et aussi ne pas hésiter à faire fabriquer sur mesure à son ferronnier ce genre de fixation.. Ça ne coûte pas forcément plus cher et au moins on peut augmenter l'épaisseur de l'acier par rapport à ce que l'on trouve chez nos fournisseurs (ce qui va donner cette rigidité tant recherchée).
En effet, c'est en forgeant qu'on... 😉

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etiennedesthuilliers

bonjour
je suis assez stupéfait de votre système de montage et des sections employées
faire une balustrade de plus de 5metres c est déjà de l acrobatie
c'est moi qui défini les sections et le système de montage surtout en bois qui est un matériaux périssable et qui doit au moins tenir 10 ans et c est un minimum car cela doit bien être spécifié sur la facture et inclure un entretien et une vérification je vous en parle en connaissance de cause
il y a un dtu qui traite du problème et non respect l' assurance ne fonctionne pas
j aurait exigé un ou deux raidisseurs sur la longueur extérieur ou dans les poteaux et la lice du dessus aurait fait 150 par 50 posée en pente pour éviter a l eau de stagner
et une fixation spéciale au retour de balustrade
avant pensez au problème que l on crée au fabriquant d'une balustrade le jour ou il y a un accident car ceux ci sont fréquents

Astragal
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Merci etiennedesthuilliers , j'espérais que vous répondriez.

Vous avez totalement raison, il faut anticiper les problèmes lors de la conception. Toutefois, j'ai toujours réalisé des balustrades de 2 ou 3 mètres, et elles étaient extrêmement rigide. Je ne m'attendais pas à une telle différence.

Avez-vous la référence de la DTU dont vous parlez ? J'ai cherché sur le net mais je n'ai pas trouvé. Je travaille en Belgique.

Quel système de montage et quelle sections auriez-vous employées ?

Quand vous parlez de raidisseurs, vous parlez d'une jambe de force fixée dans un poteau et reprise dans la structure de la terrasse ? La façade extérieure du mur n'est pas accessible pour une telle installation.

Et qu'entendez-vous par "fixation spéciale au retour de balustrade" ?

Enfin pour la lice (main courante), je pensais lui faire un léger angle (3°) de chaque côté de la face supérieure pour faciliter l'écoulement des eaux. Est-ce que ça que vous entendez par pente ?

D'avance merci pour votre réponse.

pich

Si tu travaille en Belgique, les normes DTU ne son pas valable (norme française).
Tu dois suivre la NBN 03-004

Normalement la flèche au milieu de la lisse supérieure ne peut pas avoir plus de sa longueur/200, ici 530/200= 2,65cm

Les pieds en T ne sont pas posse dans le bon sens, doit être mis perpendiculairement.

La solution un plat d'acier d'une pièce en dessous de la lice, ou des jambes de de force au niveau des poteau.

Astragal

Bonjour Pitch.

Merci pour le document que je vais m'empresser de lire.

Quand vous parlez de flèche, c'est en poussant avec quelle force ? Car actuellement je suis à moins d'1 cm de chaque côté et je vais renforcer le tout (lisse plus épaisse et plus large) + jambes de force.

Merci pour ta réponse

pich

Astragal Avec qu'elle force faut être ingénieur pour le calculer. Soit l'architecte qui fournit un plan a suivre, ou alors notre ingénieur qui valide les plans et la conception.
Et en pratique on s'appuie dessus et par expérience on voit que cela cloche et on le signal au tête pensante.

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Kentaro
( Modifié )

Il y a sans doute plusieurs facteurs, notamment le cisaillement au niveau des fixations des équerres en T et la manière dont ces équerres sont fixées dans la terrasse.

Mais à mon avis, c'est au niveau de la main-courante que la flexion joue le plus.

La rigidité d'une poutre dépend du cube de la longueur. Donc, une poutre de 5,3 est bien plus flexible qu'une poutre de 3 m. 5,3^3= 148 et 3^3= 27. Donc, la main-courante de 5,3m est 5,5 fois moins rigide qu'une main courante de 3 m.

Ce qui est acceptable pour une main courante de 3m ne l'est plus pour une main courante de 5,3.

Il faut augmenter la section de la main courante.

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Astragal

Merci Kentaro pour la rapidité de ta réponse.

Ma main courante ne fait effectivement que 18 ou 19 mm d'épaisseur

Je me demandais s'il n'y avait pas quelque chose à faire au niveau de l'assemblage.

Avant la pose de la main courante, la flexion était déjà importante. Est-ce que des traverses plus larges avec 2 dominos ne serait pas plus indiquée ?
Ou ce plat métallique ?

Car en regardant ce GDC, j'ai du mal à imaginer que mettre une main courante de 3 ou 4 cm d'épaisseur par exemple changerait toute la rigidité.

Certains font des gardes corps sans main courante, juste avec des poteaux et des traverses. Comment faire pour éviter cette souplesse ? Utiliser des traverses plus épaisses ?

Kentaro
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Astragal Sur de telles longueurs, les assemblages ne donnent pas la rigidité. Il faut voir les section des éléments.

Donc, je répète, dans ton cas, c'est la main courante qui est trop flexible. Il faut jouer sur l'épaisseur, mais surtout, sur la largeur.

En effet, les poussées sont latérales, pas verticales, c'est donc surtout la largeur qui est en cause.

La rigidité d'une poutre sous l'effet d'une poussée latérale horizontale, dépend de (Largeur^3) x épaisseur.

Par exemple, si tu augmentes la largeur de la main courante par exemple de 15 cm à 20 cm, tu vas augmenter la rigidité de 20^3 / 15^3 = 2,4 fois.

Si tu passes d'une épaisseur de 20 à 40, tu vas doubler la rigidité.

Avec les deux conjugués, tu vas augmenter la rigidité de 4,8, et tu compenses la perte de rigidité due à la longueur.

D'autre part, comme le dit Plonk42 plus haut, j'ai moi aussi l'impression que les T ne sont pas fixés dans le bon sens... IL faudrait mettre le plan de la plaque verticale du T perpendiculaire à la longueur du garde au corps.

Astragal

Déjà un immense merci Kentaro .

Effectivement, je pense déjà remplacer la main courante actuelle (18 mm x 11,2 cm) par une pièce de 38 mm x 16,5 cm, soit selon mes calcules 3,19 x plus rigide pour la largeur et un peu plus du double pour l'épaisseur, donc pour un total de 6 x plus rigide.

J'ai également détaillé mon raisonnement pour le sens des poteaux auprès de Plonk42 et dneis si tu veux y jeter un oeil. Je pense que tu as raison mais dans ce cas de figure, un assemblage par tenon/mortaise ou domino est impossible.

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