L'érection de la charpente est réalisée selon le projet développé, qui indique tous les paramètres nécessaires, notamment le type de structure, le pas des chevrons, la section des éléments et la méthode d'assemblage des nœuds.

Principes de conception du système

Pendant le fonctionnement du toit, son cadre subit des charges élevées de divers types:

• constant (le poids du système de chevrons lui-même et de la tourte de toiture);
• périodique (charge de vent et de neige, poids d'une personne effectuant l'entretien ou la réparation d'un toit ou d'une cheminée).

Afin de calculer correctement et de réaliser une toiture fiable, il est nécessaire de déterminer sa configuration, de choisir le type de toiture et de calculer l'angle d'inclinaison optimal des pentes. Le degré de complexité du cadre et les dimensions de ses éléments dépendent dans une certaine mesure des paramètres de la charge de conception, dont la majeure partie tombe sur les chevrons. Il est conseillé de choisir de telles dimensions d'un chevron en bois en tant que section avec une certaine marge de sécurité.

Comment déterminer la longueur des chevrons? Pour les calculs, il faut appliquer le théorème de Pythagore (si la longueur du mur du fond et la hauteur de la crête sont connues), ou le théorème des sinus (si, en plus de la longueur du mur du fond, l'angle de l'inclinaison de la pente du toit est connue).

Pour la fabrication de chevrons, vous pouvez utiliser des planches ou du bois. Pour construire une charpente conçue pour des charges élevées, des éléments supplémentaires qui confèrent à la structure une rigidité seront utiles.

Déterminer le pas des chevrons

Pour calculer l'inclinaison des chevrons, il est nécessaire de prendre en compte le poids de la toiture, l'angle d'inclinaison des pentes, les charges de vent et de neige. En moyenne, la marche (la distance entre les jambes adjacentes qui forme la pente du toit) varie de 70 à 120 cm.

Pour éliminer le risque de déformation des pieds des chevrons sous des charges élevées, il est recommandé d'utiliser du bois sec lors de l'installation du système de chevrons. Il s'agit généralement d'une barre ou d'une planche d'une épaisseur d'au moins 50 mm. Les dimensions exactes des chevrons en bois et autres éléments sont déterminées en fonction des exigences de résistance de la structure.

L'inclinaison des chevrons dépend du degré de pente du toit et de la longueur des pieds des chevrons. Pour construire un toit solide sur la grande portée entre le faîte et le haut du mur, la pente des chevrons doit être réduite. Par exemple, pour un toit avec une pente de 45 °, la pente maximale ne doit pas dépasser 80 cm. La pente des chevrons doit également être réduite lors de l'utilisation de matériaux de toiture lourds, notamment des carreaux de céramique, des carreaux de ciment-sable, de l'amiante -ardoise de ciment.

Calcul de la section transversale des éléments du système de chevrons

Si vous devez construire un toit de vos propres mains, vous devez le terminer. En outre, vous devez faire attention aux caractéristiques du matériau à partir duquel les pieds des chevrons sont fabriqués.

Des documents réglementaires réglementent la capacité portante du bois de diverses essences. Si une section transversale de chevrons en bois ou en planches affaiblies par des coupes et/ou des trous pour les assemblages boulonnés est considérée, la capacité portante du bois est calculée avec un facteur de 0,8 de la valeur standard. Vous devez également faire attention au type de bois pour la fabrication - les défauts réduisent sa résistance au stress. La section transversale des chevrons est choisie en tenant compte des dimensions standard du bois. Une structure de support continue doit être constituée d'une barre ou d'une planche d'une longueur maximale de 6,5 m.

Après avoir calculé le système et déterminé les dimensions des pieds et des traverses des chevrons, il est nécessaire de calculer le poids total de ces éléments et d'ajouter la valeur résultante aux charges calculées :

• le volume total de bois requis pour la charpente est multiplié par le poids volumétrique du bois;
• la valeur résultante (poids propre des chevrons, kg / m2) est ajoutée à la charge calculée;
• le schéma de dimensionnement de la structure est recalculé à partir du résultat obtenu ci-dessus.

Traitement des chevrons avec un antiseptique

Dans la construction privée, la construction du système de fermes est le plus souvent réalisée à partir de bois d'œuvre, car le bois est abordable et vous permet de créer des structures de vos propres mains sans utiliser d'outils complexes. Les matériaux en bois préparés pour l'installation (tels que le bois, les rondins) se retrouvent souvent sur le chantier de construction, déjà traités avec des agents de protection dans les conditions de production. Mais généralement, une planche ou du bois est utilisé pour la fabrication, qui n'est pas imprégné de composés spéciaux.

Comment traiter les chevrons avant d'installer la charpente? Le traitement est nécessaire pour protéger le bois de la pourriture et pour éviter un risque d'incendie. Les traitements antiseptiques et ignifuges peuvent être effectués séparément. Avec l'utilisation d'un agent ignifuge complexe, le traitement prendra la moitié du temps.

Le traitement avec un antiseptique ou une composition combinée doit être effectué en deux étapes. Il est nécessaire d'imprégner la couche supérieure du bois avec un liquide spécial, en l'appliquant au pinceau ou au rouleau. Après séchage de la première couche, le traitement antiseptique est répété.

chevrons de toit en pente

Comment faire des chevrons pour les toits en pente? La construction de vos propres mains d'un système de chevrons d'un toit en appentis ou à pignon nécessite une approche attentive de la fabrication des pieds de chevrons. Les dimensions sont calculées au stade de la conception du toit. Pour réaliser correctement ces éléments de structure, il est nécessaire d'utiliser des bois de section et de longueur réglementés par le projet.

Le degré de complexité du travail dépend en grande partie de la conception choisie pour l'installation. Si vous souhaitez réaliser des chevrons stratifiés à partir de planches ou de bois, chaque élément est adapté au site d'installation lors de sa fixation à la poutre faîtière et au Mauerlat. Il est important de surveiller strictement le respect de la géométrie de l'ensemble de la structure.

Les fermes suspendues sont plus pratiques à réaliser selon un gabarit afin d'obtenir une correspondance exacte des dimensions de chaque structure. A cet effet, il est recommandé que les coupes dans les planches et l'assemblage des fermes se fassent au sol. Ensuite, il faut vérifier l'horizontalité du Mauerlat ou des poutres de support, les dimensions géométriques du caisson de construction. Après avoir éliminé les défauts possibles, vous pouvez procéder à l'installation de fermes de toit sur la maison.

Chevrons diagonaux

La disposition du système de chevrons du toit en croupe de vos propres mains nécessite l'installation de divers types de chevrons, tels que:

• oblique (poutres diagonales formant une pente triangulaire);
• hanche centrale;
• latéral;
• raccourci (femmes).

Les pieds des chevrons latéraux sont fabriqués à partir d'une planche et installés de la même manière que les éléments d'un toit en pente conventionnel avec une structure suspendue ou en couches. Les chevrons centraux de la hanche sont des éléments en couches. Pour fabriquer des cales, des barres ou des planches sont utilisées, qui sont fixées à des poutres diagonales et à un Mauerlat.

Comment faire des chevrons pour un toit en croupe? Afin de monter correctement ce type de structure de toiture, il est nécessaire de calculer avec précision la section et l'angle d'inclinaison des poutres inclinées. Les dimensions des éléments dépendent de la longueur de la travée à couvrir. Il est important d'observer la symétrie lors de l'installation de poutres de chevrons en diagonale, sinon le toit peut se déformer sous la charge.

Fabrication de chevrons pour une taille donnée

L'utilisation de bois unifié pour la fabrication de divers éléments du système de chevrons vous permet d'optimiser les coûts de construction et de simplifier le calcul et l'installation des nœuds de toit. En particulier, s'il est nécessaire de réaliser des chevrons d'une certaine section et longueur, une barre pleine, ses segments ou planches peuvent être utilisés.

Pour fabriquer une poutre rigide de vos propres mains, la méthode de ralliement des planches est utilisée - elles sont reliées par des côtés larges et percées en damier avec des clous. Une longue poutre d'une section donnée peut être constituée de quatre planches ou plus correctement cohésives - reliées les unes aux autres avec un décalage de la moitié de la longueur de la planche. Une telle poutre est très résistante et peut être utilisée comme chevron diagonal.

Au moment de décider comment allonger les chevrons, vous pouvez appliquer la méthode de la doublure. Dans ce cas, un troisième est posé entre les deux planches, dépassant d'une certaine longueur. Pour connecter les planches, des clous sont utilisés, enfoncés en damier. Il est important non seulement d'aligner soigneusement les planches, mais aussi de mettre dans l'espace vide entre les éléments extrêmes les fragments de la planche (inserts) correspondant à l'épaisseur de la planche centrale. Cette méthode vous permet de construire dans la longueur des jambes de chevron standard (pas la hanche).

Principes de fixation des chevrons

Pour garantir la fiabilité du système de chevrons à faire soi-même, il est nécessaire de décider à l'avance comment fixer les chevrons dans le faîte et au support du toit. Si vous avez l'intention de faire une fixation qui empêchera la déformation du toit lorsque le bâtiment rétrécit, il est nécessaire de fixer les chevrons avec un boulon avec un écrou ou une plaque de charnière en haut et d'installer une fixation spéciale en bas - un support coulissant.

Le calcul du système de chevrons doit être effectué avec la plus grande précision, guidé par les caractéristiques du chantier, la charge prévue sur le système de chevrons, les dimensions et la configuration du bâtiment, ainsi que les matériaux utilisés pour chevaucher le toit . Cet article explique comment calculer la longueur des chevrons du toit.

Charges subies par les chevrons

Pour un toit en pente, une charpente solide doit être créée, qui est sa structure de support. Même lors de la conception, le calcul de la jambe du chevron doit être effectué afin de déterminer la longueur et la section des éléments qui supporteront les charges principales.

Les charges, qui fonctionnent en permanence, sont créées par le gâteau de toiture lui-même, qui comprend le matériau de toiture extérieur, le lattis, la chaleur, la vapeur et le matériau d'étanchéité, ainsi que le revêtement intérieur du grenier ou du grenier. Ces charges comprennent également le poids de divers objets qui seront situés sur le toit ou fixés à l'intérieur du système de chevrons.

Les charges variables sont constituées des effets générés par le vent, les précipitations et l'activité sismique. Cela inclut également le poids d'une personne qui effectuera à l'avenir des réparations, un entretien programmé ou le nettoyage de la toiture.

Calcul de la masse du gâteau de couverture

Avant de calculer la longueur de la jambe du chevron, vous devrez calculer la masse de la tourte de toiture. Pour ce faire, vous devrez prendre une formule simple, selon laquelle vous devez ajouter les masses d'un mètre carré de toutes les couches de matériaux de toiture et multiplier le résultat par 1,1 - un facteur de correction qui améliorera la fiabilité du structure de 10 %.

Il s'avère que le calcul usuel de la masse de la toiture peut s'exprimer comme suit : (masse de 1 m 2 de lattis + masse de 1 m 2 de matériau de couverture + masse de 1 m 2 d'enduit d'étanchéité + masse de 1 m 2 d'une couche d'isolant) × 1,1 = masse de gâteau de couverture, qui inclut le facteur de correction. Si vous envisagez de poser l'un des revêtements de toiture courants, la charge sur le système de chevrons ne dépassera pas 50 kg / m 2.

Lors de la création d'un projet de toit en pente ou à pignon, il suffit de se fier uniquement à la masse du gâteau de toiture, égale à 50 kg / m 2. Selon ce principe, une charpente de toit de résistance accrue peut être construite de sorte qu'à l'avenir, il soit possible de changer le type de matériau de toiture sans recalculer le système de chevrons.

Charges de neige et de vent par exemple

La longueur de la jambe du chevron doit être choisie de manière à ce que le toit puisse supporter de lourdes charges de neige. Plus la neige appuie sur le toit, plus elle est forte, plus l'angle de pente est petit. Si un toit à une pente presque plat est érigé, la section transversale des pieds des chevrons doit être aussi grande que possible et leur marche doit être aussi petite que possible. De plus, si la pente du toit est inférieure à 25º, il faudra le nettoyer systématiquement.

• Sg - la valeur de la couverture neigeuse pour 1 m 2, qui est sélectionnée dans les tables SNiP et déterminée par la région dans laquelle la maison est en cours de construction;

• µ - facteur de correction, qui dépend de l'angle d'inclinaison du toit: pour une pente allant jusqu'à 25 ° - 1,0; et pour une pente avec des pentes de 25-60° - 0,7.

Pour les pentes dont l'angle d'inclinaison est supérieur à 60°, les charges de neige ne sont pas prises en compte.

Les charges de vent peuvent être calculées à l'aide de la formule W = Wo × k, où :

• Wo est une valeur de référence pour votre région (peut être trouvée dans les tableaux de référence) ;

• k - facteur de correction, qui est déterminé par la hauteur du bâtiment et le type de terrain - type ouvert (champ, steppe ou côte) ou fermé (forêt, bâtiment).

Dépendance de la longueur de la jambe du chevron et de la section

Par exemple, le calcul de la jambe du chevron sera plus facile si vous imaginez que la quasi-totalité du toit est constituée de triangles. Ayant la longueur des murs du bâtiment, la pente de la pente ou la hauteur de la crête, et en utilisant le théorème de Pythagore, vous pouvez déterminer la longueur de la jambe du chevron du mur à la crête. Au résultat obtenu, il faudra ajouter la valeur du débord de l'avant-toit. Parfois, le surplomb de l'avant-toit est créé en montant des pouliches - des planches pour augmenter la longueur des chevrons. La longueur des pouliches sera également ajoutée à la longueur des chevrons lors du calcul de la surface du toit - cela est nécessaire pour obtenir la quantité exacte de matériau nécessaire pour installer la tourte de toiture.

Afin de comprendre de quelle section une planche ou un bois est nécessaire, vous devez prendre un tableau spécial de normes, qui indiquera les dépendances de paramètres tels que l'épaisseur, la longueur et le pas de la jambe du chevron.

En règle générale, la section transversale des chevrons varie de 40 × 150 mm à 100 × 250 mm. Avant de déterminer la longueur des chevrons, vous devez tenir compte du fait que cela dépend de la pente de la rampe et de la longueur de la travée entre les murs opposés. Plus la pente de la pente est importante, plus les chevrons doivent être longs, ce qui signifie que leur section doit également être suffisante pour donner à la structure la résistance nécessaire. Avec cette approche, la charge due aux chutes de neige diminuera et le pas entre les chevrons peut également être augmenté. Il faut également se rappeler que plus le pas entre les chevrons est petit, plus la charge que la jambe du chevron subira sera élevée.

Chaque maître, à qui vous demandez un exemple de calcul de chevrons, vous dira que pour que la charpente soit la plus solide possible, il faut tenir compte des caractéristiques des éléments en bois et de l'épaisseur des nœuds métalliques.

La partie porteuse du toit doit être suffisamment rigide pour ne pas se déformer sous l'effet des charges. Des déflexions peuvent apparaître si, lors de la conception, les mauvaises sections des éléments de toiture et l'étape d'installation des chevrons ont été sélectionnées. S'il s'avère que la déflexion est apparue après l'installation du toit, vous pouvez installer des entretoises supplémentaires afin de rendre la structure plus rigide. Avec une longueur de jambe de chevron de plus de 4,5 m, sans installation d'entretoises, une déflexion peut apparaître lors de l'utilisation de jambes de chevron de n'importe quelle section. Cela doit être pris en compte dans tous les cas pour déterminer comment calculer la longueur du chevron.

En général, étant déterminés avec l'épaisseur du bois, ils sont repoussés par la charge totale sur le toit. Plus il est épais, plus le toit sera solide et vous n'aurez pas à vous soucier de l'affaissement. Cependant, cela entraîne une augmentation de la masse totale du système de chevrons, par conséquent, les charges sur l'ensemble de la structure et des fondations seront plus élevées.

Lors de la construction de bâtiments résidentiels, le pas entre les chevrons est de 60 à 100 cm et est déterminé par:

• charge calculée;
• coupe transversale des chevrons;
• le type de toiture utilisé;
• pente des pentes;
• la largeur de la couche d'isolation thermique.

Le nombre de pieds de chevron installés dépend avant tout de l'étape de leur installation. Tout d'abord, le pas requis est déterminé, après quoi la longueur du mur est divisée par la valeur obtenue, un est ajouté au résultat et arrondi. Le résultat de la division de la longueur du mur par le nombre résultant sera le pas que nous recherchons entre les chevrons. Compte tenu du nombre requis de chevrons sur une pente, la distance entre les axes des jambes des chevrons doit également être prise en compte.

Systèmes de fermes métalliques

Lors de la construction d'une maison privée, l'utilisation d'un système de chevrons métalliques est extrêmement rare, car la charpente métallique doit être installée par soudage, ce qui complique quelque peu le processus. Naturellement, la fabrication de la structure peut également être effectuée dans des installations de production, mais dans ce cas, on ne peut pas se passer d'équipements spéciaux. Le projet d'un toit en métal doit être créé avec une précision maximale, en respectant les dimensions exactes de tous les éléments, car pendant le processus de construction, il ne sera plus possible de les ajuster aux dimensions requises.

Les systèmes de chevrons métalliques présentent de nombreux avantages. Pendant le fonctionnement, il n'y a pas de déflexion des chevrons, même sur de grandes portées et sans l'installation de nœuds supplémentaires pour améliorer la résistance et la fiabilité. Les chevrons en acier peuvent être posés sur des portées supérieures à 10 m, alors que sous les charges de conception, la déflexion ne se produira pas.

Lors du calcul d'un système de chevrons constitué de profilés en acier, tenez compte de la masse du matériau lui-même, de la charge sur l'ensemble de la structure et des fondations. La haute résistance des chevrons constitués d'un tel matériau, qui permet à la structure de ne pas se plier, permet de réduire le nombre de nœuds par rapport aux éléments en bois.

De plus, il est nécessaire de calculer la charpente en acier du toit sur la base des données sur la résistance des éléments structurels, qui sont déterminées par leur forme et leur épaisseur. Tenir compte également de la longueur des travées et de la pente des talus. L'acier Mauerlat pour le système de chevrons doit être soigneusement fixé au sommet du mur.

Le matériel ci-dessus vous permettra de comprendre en détail comment calculer la jambe de chevron, de sorte que vous puissiez facilement terminer tous les travaux de construction à ce stade, et vous aurez votre propre exemple de calcul du système de chevron.

L'élément principal de la toiture, qui perçoit et résiste à tous types de charges, est système de chevrons... Par conséquent, pour que votre toit résiste de manière fiable à toutes les influences environnementales, il est très important de calculer correctement le système de chevrons.

Pour l'auto-calcul des caractéristiques des matériaux nécessaires à l'installation du système de chevrons, je donne formules de calcul simplifiées... Des simplifications sont faites dans le sens d'augmenter la résistance de la structure. Cela entraînera une certaine augmentation de la consommation de bois, mais sur les petits toits des bâtiments individuels, elle sera insignifiante. Ces formules peuvent être utilisées pour calculer le grenier à pignon et la mansarde, ainsi que les toits en pente.

Sur la base de la méthodologie de calcul ci-dessous, le programmeur Andrey Mutovkin (carte de visite d'Andrey - Mutovkin.rf) a développé pour ses propres besoins un programme de calcul du système de chevrons. A ma demande, il a généreusement autorisé sa publication sur le site. Vous pouvez télécharger le programme.

La méthode de calcul est basée sur le SNiP 2.01.07-85 « Charges et impacts », en tenant compte des « Changements… » de 2008, ainsi que sur la base de formules données dans d'autres sources. J'ai développé cette technique il y a de nombreuses années et le temps a confirmé son exactitude.

Pour calculer le système de chevrons, il est tout d'abord nécessaire de calculer toutes les charges agissant sur le toit.

I. Charges sur le toit.

1. Charges de neige.

2. Charges de vent.

Le système de chevrons, en plus de ce qui précède, est également affecté par la charge des éléments de toit :

3. Poids du toit.

4. Poids du sous-plancher et des lattes.

5. Le poids de l'isolant (dans le cas d'un grenier isolé).

6. Poids du système de chevrons lui-même.

Considérons toutes ces charges plus en détail.

1. Charges de neige.

Pour calculer la charge de neige, nous utiliserons la formule :

Où,
S - la valeur requise de la charge de neige, kg / m2
µ est un coefficient dépendant de la pente du toit.
Sg - charge de neige standard, kg / m².

µ est un coefficient qui dépend de la pente du toit . Quantité sans dimension.

Vous pouvez déterminer approximativement l'angle de pente du toit en divisant la hauteur H par la moitié de la portée - L.
Les résultats sont résumés dans le tableau :

Alors, si est inférieur ou égal à 30°, µ = 1 ;

si α est supérieur ou égal à 60°, µ = 0 ;

si 30° se calcule par la formule :

= 0,033 * (60-α);

Sg - charge de neige standard, kg / m².
Pour la Russie, il est accepté selon la carte 1 de l'annexe obligatoire 5 SNiP 2.01.07-85 « Charges et impacts »

Pour la Biélorussie, la charge de neige standard Sg est déterminée
Code Technique PRATIQUE STANDARD Eurocode 1. EFFETS SUR LA STRUCTURE Partie 1-3. Influences générales. Charges de neige. TKP EN1991-1-3-2009 (02250).

Par exemple,

Brest (I) - 120 kg/m²,
Grodno (II) - 140 kg / m²,
Minsk (III) - 160 kg/m²,
Vitebsk (IV) - 180 kg/m².

Trouvez la charge de neige maximale possible sur un toit d'une hauteur de 2,5 m et d'une portée de 7 m.
Le bâtiment est situé dans le village. Babenki, région d'Ivanovo RF.

Selon la carte 1 de l'annexe 5 obligatoire SNiP 2.01.07-85 "Charges et impacts", nous déterminons Sg - la charge de neige standard pour la ville d'Ivanovo (région IV):
Sg = 240 kg/m²

Déterminez l'angle de pente du toit .
Pour cela, divisez la hauteur du toit (H) par la moitié de la portée (L) : 2,5 / 3,5 = 0,714
et d'après le tableau on trouve l'angle de pente α = 36°.

Depuis 30°, calcul µ sera produit selon la formule µ = 0,033 · (60-α).
En substituant la valeur α = 36°, on trouve : μ = 0,033 · (60-36) = 0,79

Puis S = Sg · µ = 240 · 0,79 = 189 kg / m² ;

la charge de neige maximale possible sur notre toit est de 189kg/m².

2. Charges de vent.

Si le toit est pentu (α> 30°), alors du fait de son vent, le vent appuie sur l'un des versants et a tendance à le renverser.

Si le toit est plat (α, alors la force aérodynamique de soulèvement résultant du vent qui l'entoure, ainsi que les turbulences sous les porte-à-faux ont tendance à soulever ce toit.

Selon SNiP 2.01.07-85 "Charges et impacts" (en Biélorussie - Eurocode 1 IMPACTS SUR LA STRUCTURE Partie 1-4. Effets généraux. Effets du vent), la valeur standard de la composante moyenne de la charge de vent Wm à une hauteur Z au-dessus de la surface de la terre doit être déterminé par la formule :

Où,
Wo est la valeur standard de la pression du vent.
K est un coefficient qui prend en compte la variation de la pression du vent le long de la hauteur.
C est le coefficient aérodynamique.

K est un coefficient qui prend en compte la variation de la pression du vent le long de la hauteur. Ses valeurs, en fonction de la hauteur du bâtiment et de la nature du terrain, sont résumées dans le tableau 3.

C - coefficient aérodynamique,
qui, selon la configuration du bâtiment et de la toiture, peut prendre des valeurs de moins 1,8 (le toit monte) à plus 0,8 (le vent appuie sur le toit). Étant donné que notre calcul est simplifié dans le sens d'une résistance croissante, la valeur de C est prise égale à 0,8.

Lors de la construction d'un toit, il faut se rappeler que les forces du vent qui ont tendance à soulever ou à arracher le toit peuvent atteindre des valeurs importantes, et par conséquent, le bas de chaque pied de chevron doit être correctement fixé aux murs ou aux nattes.

Cela se fait par n'importe quel moyen, par exemple, en utilisant un fil d'acier recuit (pour la douceur) d'un diamètre de 5 à 6 mm. Avec ce fil, chaque pied de chevron est vissé aux matrices ou aux oreilles des dalles de plancher. Il est évident que plus le toit est lourd, mieux c'est !

Déterminez la charge de vent moyenne sur le toit d'une maison à un étage avec une hauteur de crête à partir du sol - 6 m. , angle de pente α = 36 ° dans le village de Babenki, région d'Ivanovo. RF.

D'après la carte 3 de l'annexe 5 dans "SNiP 2.01.07-85" nous trouvons que la région d'Ivanovo appartient à la deuxième région du vent Wo = 30 kg/m²

Étant donné que tous les bâtiments du village sont inférieurs à 10 m., Le coefficient K = 1,0

La valeur du coefficient aérodynamique C est prise égale à 0,8

valeur standard de la composante moyenne de la charge de vent Wm = 30 · 1,0 · 0,8 = 24kg / m².

Pour information : si le vent souffle à l'extrémité de ce toit, alors une force de soulèvement (déchirure) allant jusqu'à 33,6 kg/m² agit sur son bord

3. Poids du toit.

Différents types de toiture ont le poids suivant :

1. Ardoise 10 - 15 kg/m² ;
2. Onduline (ardoise bitumineuse) 4 - 6 kg / m²;
3. Carreaux de céramique 35 - 50kg/m² ;
4. Carreaux de ciment-sable 40 - 50 kg / m²;
5. Tuiles bitumineuses 8 - 12 kg/m² ;
6. Carreaux métalliques 4 - 5 kg / m²;
7. Terrasse 4 - 5 kg/m² ;

4. Poids du sous-plancher, des lattes et du système de fermes.

Poids du sol brut 18 - 20 kg / m²;
Poids du lattage 8 - 10 kg / m²;
Le poids du système de chevrons réel est de 15 à 20 kg / m²;

Lors du calcul de la charge finale sur le système de chevrons, toutes les charges ci-dessus sont additionnées.

Maintenant, je vais vous dire un petit secret. Les vendeurs de certains types de matériaux de toiture mentionnent leur légèreté comme l'une des propriétés positives qui, selon leurs assurances, entraîneront des économies importantes de bois d'œuvre dans la fabrication du système de fermes.

Pour réfuter cette affirmation, je donnerai l'exemple suivant.

Calcul de la charge sur le système de chevrons lors de l'utilisation de divers matériaux de toiture.

Calculons la charge sur le système de chevrons lors de l'utilisation du plus lourd (carrelage ciment-sable
50 kg / m²) et le matériau de toiture le plus léger (métal 5 kg / m²) pour notre maison dans le village de Babenki, région d'Ivanovo. RF.

Carreaux ciment-sable :

Charges de vent - 24kg/m²
Poids du toit - 50 kg/m²
Poids lattage - 20 kg/m²

Totale - 303 kg/m²

Tuile en métal :
Charges de neige - 189kg/m²
Charges de vent - 24kg/m²
Poids du toit - 5 kg/m²
Poids lattage - 20 kg/m²
Le poids du système de chevrons lui-même est de 20 kg / m²
Totale - 258 kg/m²

De toute évidence, la différence existante dans les charges de conception (seulement environ 15%) ne peut pas conduire à des économies tangibles en bois de sciage.

Ainsi, nous avons calculé le calcul de la charge totale Q agissant par mètre carré de toit !

Je voudrais attirer votre attention sur ce qui suit : lors du calcul, suivez attentivement la dimension !!!

II. Calcul du système de chevrons.

Système de chevrons se compose de chevrons séparés (pieds de chevron), par conséquent, le calcul est réduit à déterminer la charge sur chaque pied de chevron séparément et à calculer la section d'un pied de chevron individuel.

1. Trouvez la charge répartie par mètre courant de chaque jambe de chevron.

Où
Qr - charge répartie par mètre linéaire de jambe de chevron - kg / m,
A - distance entre chevrons (pas des chevrons) - m,
Q - charge totale agissant sur un mètre carré de toiture - kg/m².

2. Déterminer la section de travail de la longueur maximale Lmax dans la jambe de chevron.

3. Calculez la section transversale minimale du matériau des pieds de chevron.

Lors du choix d'un matériau pour les chevrons, nous sommes guidés par le tableau des tailles standard de bois scié (GOST 24454-80 Sawn résineux. Tailles), qui sont résumés dans le tableau 4.

A. Nous calculons la section transversale de la jambe du chevron.

Nous définissons arbitrairement la largeur de la section conformément aux dimensions standard et la hauteur de la section est déterminée par la formule :

H ≥ 8,6 Lmax sqrt (Qr / (B Rben)), si la pente du toit α

H ≥ 9,5 Lmax carré (Qr / (B Rben)), si la pente du toit est α> 30°.

H - hauteur de section cm,


B - largeur de section cm,
Rben - résistance à la flexion du bois, kg / cm².
Pour le pin et l'épicéa Rben est égal à :
1ère année - 140 kg / cm²;
2e année - 130 kg / cm² ;
3e année - 85 kg / cm²;
sqrt - racine carrée

B. Nous vérifions si la valeur de déflexion est dans la norme.

La déflexion du matériau normalisée sous charge pour tous les éléments de toiture ne doit pas dépasser L / 200. Où, L est la longueur de la zone de travail.

Cette condition est satisfaite si l'inégalité suivante est vraie :

3.125 · Qr · (Lmax) / (B · H³) ≤ 1

Où,
Qr - charge répartie par mètre linéaire de jambe de chevron - kg / m,
Lmax - la zone de travail de la jambe de chevron de la longueur maximale, m,
B - largeur de section cm,
H - hauteur de section cm,

Si l'inégalité n'est pas satisfaite, alors on augmente B ou H.

État:
Angle de pente du toit = ​​36 ° ;
Pas des chevrons A = 0,8 m ;
La section de travail de la jambe de chevron de longueur maximale Lmax = 2,8 m;
Matériau - Pin 1 grade (Rben = 140 kg/cm²) ;
Toiture - tuiles ciment-sable (Poids du toit - 50 kg/m²).

Il a été calculé que la charge totale par mètre carré de toiture est Q = 303 kg / m².
1. Trouvez la charge répartie par mètre courant de chaque jambe de chevron Qr = A · Q ;
Qr = 0,8303 = 242 kg/m ;

2. Choisissons l'épaisseur de la planche pour les chevrons - 5 cm.
Nous calculons la section transversale de la jambe de chevron avec une largeur de section de 5 cm.

Puis, H ≥ 9,5 Lmax carré (Qr / B Rben), puisque la pente du toit > 30° :
H 9,5 2,8 carré (242/5 140)
H 15,6 cm ;

Dans le tableau des tailles standard de bois, sélectionnez la planche avec la section la plus proche :
largeur - 5 cm, hauteur - 17,5 cm.

3. Vérifiez si la valeur de déflexion est conforme à la norme. Pour cela, il faut observer l'inégalité :
3.125 · Qr · (Lmax) / B · H³ ≤ 1
En remplaçant les valeurs, on a : 3,125 · 242 · (2,8) / 5 · (17,5) ³ = 0,61
Sens 0,61, ce qui signifie que la section transversale du matériau des chevrons est choisie correctement.

La section transversale des chevrons, installés avec un pas de 0,8 m, pour le toit de notre maison sera : largeur - 5 cm, hauteur - 17,5 cm.

La construction d'une maison se termine toujours par la construction d'un toit, ce qui implique la construction obligatoire d'un système de chevrons. Cette conception comprend des pieds de chevron, Mauerlat, des accolades, des entretoises, des accolades, des sprengels, des crémaillères, des lattes et d'autres éléments qui assurent la résistance et la rigidité de l'ensemble du système.

Dans différentes structures de toit, la jambe de chevron peut être appelée chevron ordinaire ou jambe de chevron diagonale (inclinée) et nécessite des calculs de résistance. Le calcul du système de chevrons est basé sur la collecte des charges permanentes et temporaires qui vont agir sur la toiture.

Charges constantes :

• le poids de tous les éléments de la structure en treillis ;
• poids de la vapeur et des matériaux d'imperméabilisation ;
• poids du matériau de toiture ;
• poids des matériaux de finition du plafond, en présence de pièces mansardées.

Charges temporaires :

Caractéristiques des pieds de chevron

Sur la base de la valeur obtenue des charges, le pied du chevron est calculé, sa longueur et sa section transversale, en fonction du matériau sélectionné, du type de toit et du type de chevrons - superposés ou suspendus. Certains types de toits complexes peuvent contenir les deux.

Et dans les toits en croupe, en plus des pieds de chevrons, des chevrons raccourcis sont également utilisés, appelés chevrons et nécessitant également leur propre calcul. De plus, tous les éléments supplémentaires du système de chevrons, tels que le serrage, les entretoises, les entretoises et les barres transversales, doivent être calculés, car ils ont une certaine charge transmise par les chevrons.

La longueur de la jambe du chevron dépend principalement de la taille du bâtiment, ainsi que de la pente des pentes du toit, qui est obtenue à partir de la forme de toit choisie. Habituellement, ils essaient de faire en sorte que la longueur des chevrons ne dépasse pas 6 m, donc tout le bois sur le marché a exactement cette longueur maximale. Mais il arrive que la taille de la maison nécessite des chevrons plus longs, dans ce cas ils sont augmentés. Fondamentalement, les longues jambes de chevrons se trouvent dans les chevrons de mamelon (diagonaux), lors de l'érection de toits en croupe ou en demi-croupe.

Le choix de la section transversale du pied de chevron est influencé par de multiples facteurs :

• charges permanentes et temporaires;
• type de matériau de toiture;
• pente des pentes;
• type de toit;
• la taille de la maison;
• conditions climatiques;
• la qualité du matériau pour la fabrication des pieds de chevrons.

Le bois de conifère est utilisé pour le toit. Mais, lors du choix, vous devez vous assurer que vous ne rencontrez pas de planches ou de poutres avec un bleu, beaucoup de gros nœuds.

La teneur en humidité du bois ne doit pas dépasser 20-22%, car un arbre trop humide, en séchant, changera de taille, ce qui, à son tour, peut entraîner une violation de l'étanchéité du toit et d'autres conséquences négatives.

Il est préférable que le calcul du système de chevrons soit effectué par un spécialiste. Actuellement, il existe suffisamment d'entreprises qui offrent de tels services.

Vous pouvez calculer indépendamment les pieds, les tailles et les longueurs des chevrons si vous utilisez des calculatrices toutes faites sur Internet. Il suffit d'entrer les dimensions requises dans le programme et le programme lui-même donnera déjà le résultat final de la section, de la longueur et du pas des chevrons.

Dans la construction de bâtiments résidentiels privés, en règle générale, des panneaux d'une section de 50x150 mm sont utilisés dans la fabrication de chevrons de toit de toute configuration. Le pas des pieds du chevron est d'environ 1 mètre, selon le type de matériau de toiture choisi, la quantité de neige en hiver et la pente du toit.

Ainsi, pour les toits avec une pente de plus de 45 degrés, la pente des chevrons est sélectionnée entre 1,2 et 1,4 m, et pour les régions à fortes charges de neige, cette distance sera de 0,6-0,8 m.

Vous devez également faire attention au type de matériau de toiture. Les carreaux naturels sont considérés comme les plus lourds. La section transversale des jambes de chevron augmentera en conséquence s'il y a une grande longueur des jambes de chevron et de leur marche.

Caractéristiques de l'installation des pieds de chevron

La fixation des pieds des chevrons au Mauerlat est le moment le plus crucial de toute la construction du toit. La résistance de l'ensemble de la structure du toit dépend de la connexion correcte des chevrons et du Mauerlat.

Il existe deux modes de fixation - coulissant et rigide, dont chacun convient à un certain type de chevrons - suspendus ou superposés.

La fixation rigide élimine tout mouvement, virage ou courbure des chevrons. Ceci est réalisé en faisant des coupes sur le chevron lui-même, puis en fixant le pied du chevron avec le Mauerlat à l'aide de supports métalliques, de fil de fer ou de clous longs, ainsi qu'en utilisant des coins métalliques.

Un joint coulissant, ou comme on l'appelle souvent "articulé", peut avoir deux degrés de liberté. Une telle connexion est souvent utilisée dans la construction de maisons en bois pour donner au toit la liberté de se fixer progressivement sur la charpente, qui peut rétrécir sur plusieurs années. Dans ce cas, la connexion des pieds du chevron sur le faîte n'est pas rendue rigide. Le pied de chevron lui-même, avec une paire coulissante, est relié au Mauerlat à l'aide d'une scie et d'un renfort sur les côtés avec deux clous martelés obliquement l'un par rapport à l'autre ou en enfonçant un clou de haut en bas dans le pied de chevron avec pénétration dans le Mauerlat.

D'autres méthodes sont l'utilisation de plaques métalliques dans lesquelles il y a des trous pour les clous ou la connexion des chevrons et du Mauerlat avec des agrafes métalliques.

Lors de la construction d'un toit en croupe, une jambe de chevron en diagonale s'avère souvent avoir plus de 6 mètres de long, elle nécessite donc une construction.

Ceci est réalisé en associant deux planches, qui sont utilisées lors de la construction de chevrons conventionnels. Les chevrons diagonaux sont toujours plus longs que les chevrons ordinaires. De plus, ils subissent une charge une fois et demie supérieure à celle des chevrons ordinaires, car ils soutiennent également les jambes inclinées.

Pour établir une conception technique d'une maison, vous devez calculer les chevrons. Il existe plusieurs options pour les structures en treillis.

Les pieds de chevrons, qui reposent sur deux supports, et ne possèdent pas ces ou ces butées supplémentaires, sont appelés chevrons sans entretoises. Ils sont utilisés pour les toits à une pente, dont la portée est d'environ 4,5 mètres, ou pour les toits à pignon, dont la portée est d'environ 9 mètres. Le système de chevrons s'utilise soit avec le transfert de la charge de l'entretoise au Mauerlat, soit sans transfert.

Chevrons coulissants sans entretoises

Le chevron de flexion, qui ne transfère pas la charge sur les murs, a un support solidement fixé et en rotation libre. L'autre support est mobile et tourne librement. Ces conditions peuvent être remplies par trois options pour la fixation des chevrons. Considérons chacun en détail.

Le haut de la jambe du chevron ou la coupe du support supérieur est installé en position horizontale. Il suffit de changer la méthode d'appui sur la poutre et la jambe du chevron affichera immédiatement la poussée. Ce calcul de la jambe de chevron, en raison de la rigidité des conditions de création du nœud supérieur, n'est généralement pas utilisé pour les options de toit à pignon. Le plus souvent, il est utilisé dans la construction de toits en pente, car la moindre imprécision dans la fabrication de l'unité transformera le schéma sans poussée en une entretoise. De plus, dans les types de toitures à pignon, s'il n'y a pas d'entretoise sur le Mauerlat, du fait de la déflexion des chevrons sous l'action de la charge, une destruction de l'ensemble faîtage peut se produire.

À première vue, ce système peut sembler irréaliste à mettre en œuvre. Étant donné qu'un accent dans le Mauerlat est créé sur la partie inférieure du chevron, en fait, le système doit exercer une pression sur celui-ci, c'est-à-dire une force horizontale. Cependant, il ne montre pas la charge de l'entretoise.

Ainsi, dans les trois options, la règle suivante est respectée : un bord du chevron est installé sur un support coulissant qui permet de faire un virage. L'autre est articulé, qui ne peut que pivoter. Les pieds des chevrons sont montés sur les glissières en utilisant une variété de modèles. Le plus souvent, ils sont effectués à l'aide de plaques de montage. Il est également possible que la fixation avec des clous, des vis autotaraudeuses, à l'aide de barres et de planches aériennes soit possible. Il suffit de choisir le bon type de fixation qui empêchera le pied de chevron de glisser dans le support.

Comment calculer les chevrons

Lors du calcul de la structure des chevrons, en règle générale, un schéma de calcul "idéalisé" est adopté. Basé sur le fait qu'une certaine charge uniforme appuiera sur le toit, c'est-à-dire une force égale et égale qui agit uniformément le long des plans des pentes. En réalité, il n'y a pas de charge uniforme sur toutes les pentes du toit. Ainsi, le vent balaie la neige sur certaines pentes et souffle sur d'autres, le soleil fond sur certaines pentes et n'atteint pas les autres, la même situation est avec les glissements de terrain. Tout cela rend la charge sur les pentes complètement inégale, bien qu'à l'extérieur, elle puisse ne pas être perceptible. Cependant, même avec une charge inégalement répartie, les trois options ci-dessus pour la fixation des chevrons resteront statiquement stables, mais uniquement à une condition - une connexion rigide de la poutre faîtière. Dans ce cas, la course est soit calée avec des jambes de chevrons, soit insérée dans les pignons des panneaux muraux des toits en croupe. C'est-à-dire que la structure de chevrons ne restera stable que si le faîtage est fermement fixé contre un éventuel déplacement horizontal.

Dans le cas de la fabrication du toit à deux versants et de l'appui de la poutre uniquement sur les crémaillères, sans appui sur les murs des façades, la situation s'aggrave. Dans les options numérotées 2 et 3, avec une diminution de la charge sur n'importe quelle pente, à l'opposé du calcul sur la pente opposée, le toit peut se déplacer dans le sens où la charge est la plus importante. La toute première option, lorsque tout le bas de la jambe du chevron est fait avec une denture ou avec un limage d'une barre de support, tandis que le haut est posé avec une coupe horizontale sur la poutre, il sera bon de tenir un dénivelé charge, mais seulement si les crémaillères qui maintiennent la poutre faîtière sont parfaitement verticales.

Afin de donner de la stabilité aux chevrons, un grappin horizontal est inclus dans le système. Il est insignifiant, mais augmente toujours la stabilité. C'est pourquoi aux endroits où le combat croise les entretoises, il est fixé avec un combat de clous. L'affirmation selon laquelle la poignée ne fonctionne toujours qu'en tension est fondamentalement fausse. La mêlée est un élément multifonctionnel. Ainsi, dans une structure à chevrons sans poussée, cela ne fonctionne pas en l'absence de neige sur le toit, ou cela ne fonctionne qu'en compression, lorsqu'une charge uniforme insignifiante apparaît sur les pentes. La structure ne travaille en traction que lorsqu'il y a un affaissement ou lorsque le faîtage est dévié sous la charge maximale. Ainsi, la mêlée est un élément d'urgence de la structure de chevrons, qui entre en service lorsque le toit est recouvert d'une grande quantité de neige, que la poutre faîtière sera pliée à la valeur calculée maximale ou qu'un affaissement inattendu et inégal de la fondation se produira . La conséquence peut être un affaissement inégal de la ligne de crête et des murs. Ainsi, plus les contractions sont réglées bas, mieux c'est. En règle générale, ils sont installés à une hauteur telle qu'ils ne créeraient pas d'obstacles lors de la marche dans le grenier, c'est-à-dire à une hauteur d'environ 2 mètres.

Si, dans les options 2 et 3, l'unité de support de chevron inférieure est remplacée par un curseur avec le bord du pied de chevron étendu au-delà du mur, cela renforcera la structure et la rendra statiquement stable avec des combinaisons de structures complètement différentes.

De plus, un bon moyen d'augmenter la stabilité de la structure consiste à fixer le bas des entretoises qui soutiendront suffisamment la poutre. Ils sont installés par découpe dans un lit et fixés aux plafonds par tout moyen disponible. Ainsi, l'ensemble de support de jambe inférieur est converti d'un ensemble articulé en un ensemble de pincement rigide.

La méthode de fixation des pieds des chevrons ne dépend pas de la façon de calculer la longueur des chevrons.

La section transversale des combats, due au développement de contraintes assez faibles en eux, n'est pas prise en compte par les chevrons, mais prise de manière plutôt constructive. Afin de réduire la taille des éléments utilisés dans la construction de la structure du chevron, la section transversale de la mêlée est prise de la même taille que la jambe du chevron, tandis que des disques plus minces peuvent être utilisés. Les attaches sont installées sur un ou sur les deux côtés des chevrons et les fixent avec des boulons ou des clous. Lors du calcul de la section transversale de la structure du chevron, les contractions ne sont pas du tout prises en compte, comme si elles n'existaient pas du tout. La seule exception est le boulonnage des contractions aux jambes des chevrons. Dans ce cas, la capacité portante du bois, due à l'affaiblissement du trou de boulon, est réduite en utilisant un facteur de 0,8. En termes simples, si des trous sont percés dans les pieds des chevrons pour installer des combats de boulons, la résistance calculée doit être d'un montant de 0,8. Lors de la fixation des combats sur les chevrons uniquement avec un clou, la résistance de l'arbre à chevrons ne faiblit pas.

Mais il faut calculer le nombre de clous. Le calcul est fait pour la coupe, c'est-à-dire le pliage des clous. Pour la force de conception, la poussée est prise, ce qui se produit dans la position d'urgence de la structure du chevron. En termes simples, dans le calcul de la connexion avec les clous de la mêlée et la jambe de chevron, une entretoise est introduite, qui est absente lors du fonctionnement standard du système de chevron.

L'instabilité statique du système de chevrons sans poussée ne se manifeste que sur les toits où il n'est pas possible d'installer une poutre faîtière qui protège contre le déplacement horizontal.

Dans les bâtiments avec des toits en croupe et des pignons en pierre ou en brique, les systèmes de chevrons sans chevrons sont suffisamment stables et il n'est pas nécessaire de prendre des mesures pour assurer une plus grande stabilité. Cependant, pour la conception anti-urgence, il faut encore installer des combats. Lors de l'installation de boulons ou de goujons comme éléments de fixation, vous devez faire attention au diamètre des trous correspondants. Il doit être identique ou légèrement inférieur au diamètre des boulons. En cas d'urgence, la mêlée ne fonctionnera pas tant que l'écart entre la paroi du trou et la goupille n'est pas sélectionné.

Veuillez noter que dans ce processus, le bas des pieds des chevrons se dispersera à une distance de quelques millimètres à plusieurs centimètres. Ceci peut conduire au cisaillement et au défilement du Mauerlat et à la destruction de la corniche des murs. Dans le cas des systèmes de chevrons d'espacement, lorsque le Mauerlat est fermement fixé, ce processus peut entraîner un écartement des murs.

chevrons d'espacement

Un chevron qui effectue des travaux de flexion et transfère la charge de l'entretoise aux panneaux muraux doit avoir au moins deux supports fixes.

Pour calculer ce type de systèmes de chevrons, dans les schémas précédents, nous remplaçons les supports inférieurs à différents degrés de liberté par des supports à un seul degré de liberté - articulés. Pour ce faire, là où elles ne sont pas là, des barres de support sont clouées sur les bords des pieds des chevrons. En règle générale, une barre est utilisée, dont la longueur est d'au moins un mètre et la section est d'environ 5 sur 5 cm, en tenant compte de la connexion des clous. Alternativement, vous pouvez disposer un support en forme de dent. Dans la première version du schéma de calcul, lorsque les chevrons butent horizontalement contre la poutre, les extrémités supérieures des chevrons sont cousues soit avec des clous, soit avec un boulon. Ainsi, un palier de pivot est obtenu.

En conséquence, les schémas de conception ne changent pratiquement pas. Les contraintes internes de flexion et de compression restent inchangées. Cependant, une force de poussée apparaît dans les anciens supports. Dans les nœuds supérieurs de chaque jambe de chevron, la poussée de direction opposée, provenant de l'extrémité de l'autre jambe de chevron, disparaît. Ainsi, cela ne cause pas beaucoup de problèmes.

Les bords des chevrons, qui s'appuient les uns contre les autres ou à travers la panne, peuvent être vérifiés pour l'écrasement du matériau.

Dans les systèmes d'espacement de chevrons, le but de la mêlée est différent - dans les situations d'urgence, il fonctionne en compression. En cours de travail, il réduit l'espaceur sur les murs des bords des chevrons, mais il ne l'exclut pas complètement. Elle peut l'enlever complètement si elle est fixée tout en bas, entre les bords des pieds des chevrons.

Veuillez noter que l'utilisation de structures à chevrons d'espacement nécessite une attention particulière à l'impact de la force d'espacement sur les murs. Il est possible de réduire cette entretoise en installant des poutres faîtières rigides et durables. Il est nécessaire d'essayer d'augmenter la rigidité de la panne en installant des contrefiches, des poutres en porte-à-faux ou des entretoises, ou d'ériger un ascenseur de bâtiment. Cela est particulièrement vrai pour les maisons en bois, en rondins coupés, en béton léger. Les maisons en béton, en briques et en panneaux résistent beaucoup plus facilement à la force d'expansion sur les murs.

Ainsi, la structure en treillis, érigée selon l'option entretoise, est statiquement stable sous diverses combinaisons de charges, elle ne nécessite pas de fixation rigide du Mauerlat au mur. Afin de maintenir l'entretoise, les murs du bâtiment doivent être massifs, équipés d'une ceinture en béton armé monolithique autour du périmètre de la maison. En cas d'urgence, à l'intérieur du système d'entretoise, qui fonctionne en compression, le combat ne sauvera pas la situation, mais ne réduira que partiellement l'entretoise qui est transmise aux parois. Précisément afin d'éviter qu'une situation d'urgence ne se produise, il est nécessaire de prendre en compte toutes les charges qui peuvent agir sur la toiture.

Ainsi, quelle que soit la forme choisie pour le toit de la maison, l'ensemble du système de chevrons doit être calculé de manière à satisfaire aux exigences de fiabilité et de résistance. Il n'est pas facile de faire une analyse complète de la structure du chevron. Un grand nombre de paramètres différents doivent être inclus dans le calcul des chevrons en bois, notamment l'entretoise, la flexion, les charges de poids possibles. Pour une disposition plus fiable du système de chevrons, il est possible d'installer des méthodes de fixation plus appropriées. Dans le même temps, il ne faut pas prendre les dimensions des chevrons sans faire une analyse complète de leurs capacités techniques et fonctionnelles.

Calcul de la section des chevrons

La section des poutres de chevrons est choisie en tenant compte de leurs longueurs et de la charge reçue.

Ainsi, une poutre jusqu'à 3 mètres de long est sélectionnée avec un diamètre de section de 10 cm.

Poutre, jusqu'à 5 mètres de long, - avec un diamètre de section de 20 cm.

Poutre, jusqu'à 7 mètres de long - avec un diamètre de section jusqu'à 24 cm.

Comment calculer les chevrons - un exemple

Étant donné une maison à deux étages mesurant 8 mètres sur 10, la hauteur de chaque étage est de 3 mètres. Des plaques d'amiante-ciment ondulées ont été choisies pour le toit. Le toit est à pignon dont les poteaux de support sont situés le long du mur porteur central. Le pas des chevrons est de 100 cm.Vous devez choisir la longueur des chevrons.

Comment calculer la longueur des chevrons? Comme suit : la longueur des pieds des chevrons peut être choisie de manière à pouvoir y poser trois rangées de feuilles d'ardoise. Ensuite, la longueur requise: 1,65 x3 = 4,95 m.La pente du toit dans ce cas sera égale à 27,3 °, la hauteur du triangle formé, c'est-à-dire le grenier, 2,26 mètres.

1. Calcul des éléments porteurs du revêtement

Les pieds des chevrons sont calculés comme des poutres libres sur deux supports à axe incliné. La charge sur le pied du chevron est collectée à partir de la zone de charge, dont la largeur est égale à la distance entre les pieds du chevron. La surcharge calculée q doit être localisée en deux composantes : normale à l'axe de la jambe du chevron et parallèle à cet axe.

2.1.1. Calcul du lattage

Nous acceptons un lattage en planches de section 50´50 mm (r = 5,0 kN / m), posé avec un pas de 250 mm. Le bois est en pin. La pente des chevrons est de 0,9 m. La pente du toit est de 35 0.

Le calcul du lattage sous toiture est réalisé selon deux options de chargement :

a) Le poids mort du toit et de la neige (calcul pour la résistance et la déflexion).

b) Le poids mort du toit et la charge concentrée.

Donnée initiale:

1.Nous acceptons les barres de 2e année avec une résistance de conception Rvous= 13 MPa et module d'élasticité E = 1´ 10 4 MPa.

2. Conditions de fonctionnement B2 (en zone normale), mv=1 ; mm=1,2 pour la charge d'assemblage en flexion.

3. Coefficient de fiabilité aux fins g m=0,95 .

4.Densité du bois r = 500kg/m3.

5. Facteur de sécurité pour la charge de poids de l'acier galvanisé g F=1,05 ; du poids des barres g F=1,1 .

6. Poids standard de la couverture neigeuse par projection horizontale de 1 m 2 de la surface de la terre S 0 = 2400 N/m2.

Schéma de conception du lattage

Tableau 2.1

Charge de collecte à 1m.p. lattes, kN / m

où S 0 - la valeur standard du poids de l'enneigement par 1 m 2 horizontal

surface de la terre, prise selon le tableau. 4, pour la région de neige IV

elle S 0 = 2,4 kPa;

m- coefficient de conversion du poids de la couverture neigeuse de la terre en

charge de neige sur la chaussée, prise conformément aux clauses 5.3 - 5.6.

Lors du chargement d'une poutre avec une charge uniformément répartie provenant de son propre poids et de la neige, le moment de flexion le plus important est :

Kn m

Pour les angles de pente du toit d'un 10 °, il est pris en compte que le propre poids du toit et du lattage est uniformément réparti sur la surface (pente) du toit et de la neige - le long de sa projection horizontale :

M x = M cos a = 0,076 cos 29 0 = 0,066 kN´m

M y = M sin a = 0,076 sin 29 0 = 0,036 kN´m

Moment de résistance :

cm

cm

La résistance des barres de lattage est vérifiée en tenant compte de la flexion oblique selon la formule :

,

où M x et Mon- composantes du moment fléchissant de calcul par rapport aux axes principaux X et Y.

R y= 13 MPa

gm=0,95

,

Le moment d'inertie de la barre est déterminé par la formule :

cm 4

cm 4

Flèche dans le plan perpendiculaire à la rampe :

m

Flèche dans un plan parallèle à la rampe :

m,

où E = 10 10 Pa- module d'élasticité du bois dans le sens du fil.

Déflexion totale :

= m

Contrôle de déflexion :,

où = est la flèche relative maximale admissible, déterminée conformément au tableau. 16 .

Lors du chargement d'une poutre avec son propre poids et une charge concentrée, le moment maximal dans la travée est :

Vérification de la résistance des sections normales :

où R y= 13 MPa- résistance de conception du bois à la flexion.

gm=0,95 - le coefficient de fiabilité pour l'usage prévu.

Les conditions pour les première et deuxième combinaisons sont remplies, donc, nous prenons le lattage avec une section b´h = 0,05´0,05 avec un pas de 250 mm.

2.1.2. Calcul des jambes de chevron

Nous calculons les chevrons en couches constitués de poutres avec une disposition à une rangée de supports intermédiaires sous le toit galvanisé. cr. fer à repasser. La base du toit est un lattage constitué de barres d'une section de 50 à 50 mm avec une marche = 0,25 m... Étape des jambes de chevron = 1,0 m... Le matériau de tous les éléments en bois est du pin de grade 2. Conditions d'exploitation - B2.

Zone de construction - Vologda.

Schéma de calcul de la jambe de chevron

Les barres de lattage sont placées sur les pieds des chevrons qui, avec la partie inférieure

les extrémités reposent sur les Mauerlats (100-100), posés le long du bord intérieur des murs extérieurs. Dans le nœud de faîtage, les chevrons sont maintenus ensemble par deux plaques de planche. Pour combler l'écart, les pieds des chevrons sont serrés avec une barre transversale - deux planches appariées. Angle de pente du toit 29 0.

Nous collectons des charges sur 1 m 2 de la surface inclinée du revêtement, les données sont saisies dans le tableau 2.2.

Tableau 2.2
Charge de collecte à 1m.p. jambe de chevron, kN / m

où S 0 - la valeur standard du poids de l'enneigement pour 1 m 2 de la surface horizontale de la terre, prise selon le tableau. SNiP 4, pour la région de neige IV S 0 = 2,4 kPa;

m- le coefficient de transition entre le poids de la couverture neigeuse de la terre et la charge de neige sur la couverture, pris conformément aux clauses 5.3 - 5.6.

Nous effectuons un calcul statique de la jambe de chevron en tant que poutre à deux travées chargée avec une charge uniformément répartie. Une section dangereuse de la jambe de chevron est la section sur le support central.

Moment de flexion dans cette section :

La pression verticale au point C, égale à la réaction d'appui droite d'une poutre à deux travées, est :

= 0,265 kN

Avec une charge symétrique des deux versants, la pression verticale au point C double : kN.

En élargissant cette pression en direction des jambes de chevron, on retrouve la force de compression dans la partie supérieure de la jambe de chevron :

kN

Collectioncharges

Auparavant, pour déterminer les charges, nous avons défini la section transversale du pied du chevron à 75x225 mm. La charge constante sur la jambe de chevron est calculée dans le tableau. 3.2.

Tableau 3.2 Charge constante estimée sur la jambe du chevron, kPa

Charge maximale estimée sur la jambe du chevron (combinaison constante plus neige)

Le schéma géométrique des chevrons

Les schémas de calcul de la jambe du chevron sont illustrés à la Fig. 3.2. Avec la largeur du couloir dans les axes = 3,4 m de distance entre les axes longitudinaux des murs extérieurs et intérieurs.

La distance entre les axes du Mauerlat et le lit, compte tenu de la liaison à l'axe (

= 0,2 m) m. Nous installons le contreventement à un angle β = 45 ° (pente i 2 = 1). La pente des chevrons est égale à la pente du toit i 1 = i = 1/3 = 0,333.

Pour déterminer les dimensions nécessaires au calcul, vous pouvez dessiner le schéma géométrique des chevrons à l'échelle et mesurer les distances avec une règle. Si le Mauerlat et le lit sont au même niveau, les portées du pied de chevron peuvent être déterminées par les formules

Hauteurs des nœuds h 1 = i 1 je 1 = 0,333 * 4,35 = 1,45 m ; h 2 : = je 1 je= 0,333 * 5,8 = 1,933 m Repère de hauteur : on prend la traverse 0,35 m en dessous du point d'intersection du pied de chevron et de la crémaillère h = h 2 - 0,35 (m) = 1,933 -0,35 = 1,583 m.

Efforts dans la jambe de chevron sur la barre transversale

La jambe de chevron fonctionne comme une poutre continue à trois travées. L'affaissement du support peut modifier les moments de support dans les poutres continues. Si nous supposons que le moment de flexion sur celui-ci est devenu égal à zéro en raison de l'affaissement du support, alors la charnière peut être conditionnellement coupée à la place du moment zéro (au-dessus du support). Pour calculer la jambe du chevron avec une certaine marge de sécurité, nous pensons que l'affaissement de la jambe de force a réduit à zéro le moment de flexion d'appui au-dessus de celle-ci. Ensuite, le schéma de conception de la jambe de chevron correspondra à la Fig. 3.2, ch.

Moment de flexion dans la jambe de chevron

Pour déterminer la poussée dans la barre transversale (serrage), nous supposons que les supports se sont affaissés de telle sorte que le moment d'appui au-dessus de la jambe de force est égal à M 1 et au-dessus des racks - zéro. Conditionnellement, nous coupons les charnières aux endroits de moments zéro et considérons la partie médiane des chevrons comme un arc à trois articulations avec une travée je cp = 3,4 m. La poussée dans une telle arche est

La composante verticale de la réaction de la jambe de force

En utilisant le schéma de la Fig. 3.2.g, on détermine l'effort dans l'attelle

Riz. 3.2. Schémas de calcul des chevrons

une coupe transversale de la couverture du grenier ; b - un schéma pour déterminer la longueur estimée de la jambe de chevron; c - le schéma de conception de la jambe de chevron; d - schéma de détermination de l'entretoise dans la traverse ; l - également pour un schéma avec une paroi longitudinale; 1 - Mauerlat ; 2 - lit; 3 - courir; 4 - jambe de chevron; 5 - support; 6 - accolade; 7 - traverse (serrage); 8 - entretoise; 9, 10 - barres de poussée; 11 - pouliche; 12 - tampon.

Calcul de la jambe de chevron pour la résistance de la normaledes sections transversales

Moment de résistance requis de la course

Par adj. M on prend la largeur de la jambe du chevron b = 5 cm et trouver la hauteur de section requise

Par adj. M nous acceptons une planche d'une section de 5x20 cm.

Il n'est pas nécessaire de vérifier les déflexions de la jambe de chevron, car elle est située dans une pièce à accès limité par les personnes.

Calcul du joint des planchesjambe de chevron.

Étant donné que la longueur de la jambe du chevron est supérieure à 6,5 m, il est nécessaire de la fabriquer à partir de deux planches avec un joint de chevauchement. Placez le centre de l'articulation à l'endroit où il repose sur l'attelle. Le moment de flexion au niveau de l'articulation au niveau de l'affaissement du renfort est alors M 1 = 378,4 kN * cm.

Le joint est calculé de la même manière que le joint des pannes. Accepter la longueur de chevauchement je nahl = 1,5 m = 150cm, clous d'un diamètre ré= 4mm = 0.4cm et long je gardes = 100 millimètres.

Distance entre les axes des connexions des clous

150 -3 * 15 * 0,4 = 132 cm.

Force perçue par la connexion de l'ongle

Q = Mop / Z = 378,4 / 132 = 3,29 kN.

La longueur estimée du pincement du clou, en tenant compte de l'écart limite normalisé entre les planches δ W = 2 mm avec une épaisseur de planche δ L = 5,0 cm et la longueur de la pointe du clou l, 5d

un p = je gv -δ d -δ w -l, 5d = 100-50-2-1,5 * 4 = 47,4 mm = 4 ; 74cm.

Dans le calcul de la connexion du goujon (clou):

- épaisseur d'un élément plus fin une= une p =4,74 cm;

- l'épaisseur de l'élément le plus épais c = d = 5,0 cm.

Trouver une attitude a / c = 4,74/5,0 = 0,948

Par adj. T, on trouve le coefficient k n = 0,36 kN/cm 2.

Nous trouvons la capacité portante d'une couture d'un clou à partir des conditions:

- se froisse dans un élément plus épais

= 0,35 * 5 * 0,4 * 1 * 1 / 0,95 = 0,737 kN

- les plis dans un élément plus fin

= 0,36 * 4,74 * 0,4 * 1 * 1 / 0,95 = 0,718 kN

- pliage des ongles

= (2,5* 0,4 2 + 0,01* 4,74 2)

/ 0,95 = 0,674 kN

- mais pas plus de kN

Nous choisissons la plus petite des quatre valeurs. T = 0,658 kN.

Trouver le nombre de clous requis N.-É. gardes ≥ Q/ T =2,867/0,674=4,254.

Nous acceptons N.-É. gardes = 5.

Nous vérifions la possibilité d'installer cinq clous dans une rangée. La distance entre les clous à travers le grain du bois S 2 = 4d = 4 * 0,4 = 1,6 cm La distance entre le clou extrême et le bord longitudinal de la planche S 3 = 4d = 4 * 0,4 = 1,6 cm.

Par la hauteur de la jambe de chevron h = 20 cm devrait s'adapter

4S 2 + 2Sz = 4 * 1,6 + 2 * 1,6 = 9,6 cm

Calcul de l'articulation de la barre transversale avec la jambe du chevron

Selon l'assortiment (annexe M), nous prenons une poutre de deux planches avec une section transversale bxh = 5x15 cm chacun. La force au niveau du joint est relativement importante (N = 12, kN) et peut nécessiter l'installation d'un grand nombre de clous sur un chantier de construction. Pour réduire l'intensité du travail d'installation de la couverture, nous concevons une connexion boulonnée de la poutre avec la jambe du chevron. Nous prenons des boulons d'un diamètre de d = 12 mm = 1,2 cm.

Dans la jambe du chevron, les goupilles (boulons) écrasent le bois sous un angle par rapport aux fibres α = 18,7 0. Par adj. Щ on retrouve le coefficient k α = 0.95 correspondant à l'angle α = 18.7 0.

Dans le calcul du joint de cheville, l'épaisseur de l'élément central est égale à la largeur du pied de chevron c = 5 cm, l'épaisseur de l'élément de bord est la largeur de la traverse un = 5 cm.

Nous déterminons la capacité portante d'une couture d'un clou à partir des conditions:

- plis dans l'élément central

= 0,5 * 5 * 1,2 * 0,95 * 1 * 1 / 0,95 = 3,00 kN

- plis dans l'élément de bord

= 0,8 * 5 * 1,2 * 1 * 1 / 0,95 = 5,05 kN ;

- courbure du goujon = (l, 8 * 1,2 2 + 0,02 * 5 2)

/ 0,95 = 3,17 kN

- mais pas plus de kN

Parmi les quatre valeurs, choisissez la plus petite T = 3,00 kN.

Déterminer le nombre requis de goujons (boulons) avec le nombre de coutures n w = 2

On prend le nombre de boulons n H = 3.

Il n'est pas nécessaire de vérifier la résistance de la section transversale de la section transversale, car elle a une grande marge de sécurité.

4. ASSURER LA RIGIDITÉ SPATIALE ET LA STABILITÉ GÉOMÉTRIQUE DU BÂTIMENT