Chevrons métalliques - conception, montage et calcul

Les chevrons et le lattage - la charpente, qui supporte le poids de la tourte de la toiture, l’isolation thermique, la charge de neige, de sorte qu’ils doivent avoir une capacité portante élevée, une durabilité. L'idée d'utiliser des chevrons métalliques pour rendre la construction de la toiture plus rigide, pas nouvelle, mais auparavant, elle était principalement utilisée pour couper des structures industrielles ou économiques. Maintenant, la charpente en treillis et le revêtement des profilés métalliques sont considérés comme une véritable alternative aux éléments en bois du toit, si la longueur de la pente dépasse 10 mètres.

Fonctions chevrons

La structure de la toiture est constituée d’un ensemble d’éléments interdépendants qui forment des fermes. Le pas, la taille de la section transversale entre les chevrons et les autres supports déterminent le calcul des charges auxquelles ils sont soumis pendant le fonctionnement. La charpente exerce les fonctions suivantes:

1. Répartition de la charge Les unités interconnectées, renforcées par des angles, répartissent uniformément le poids du toit, qui peut atteindre 500 à 600 kg, en tenant compte de la charge de neige. Plus la section des chevrons est grande et plus la distance entre eux est faible, plus la capacité portante de la structure est grande.
2. Classement et forme. Les chevrons formant un angle avec la base du toit forment un plan incliné des pentes, de sorte que la surface du toit n’accumule ni neige ni eau.
3. Formation de la base pour la fixation du matériau de couverture. La fixation de la couche de finition de la tarte à la toiture se fait au niveau du toit. Le lattage sert de base à la fixation du revêtement en répartissant son poids uniformément sur les poutres en treillis.

Faites attention! Ce qui devrait être tous les nœuds, les chevrons et le lattage de la structure du toit détermine le calcul technique. Pour déterminer la capacité de charge requise du cadre, il est nécessaire de calculer la charge totale à laquelle il sera soumis. Pour ce faire, ajoutez le poids du matériau de couverture, de l'isolation, de l'étanchéité, de la charge de neige maximale au poids du système de fermes.

Types de systèmes de toiture

Le bois est le matériau le plus utilisé pour la fabrication des lattis et des chevrons de la charpente. Cependant, si le poids du matériau de couverture est suffisamment important et que la longueur de la pente est supérieure à 6 mètres, la conception est trop massive. Les constructeurs doivent réduire le pas entre les pieds des chevrons pour augmenter leur section transversale, ce qui permet aux nœuds de toiture de gagner beaucoup de poids, ce qui augmente la charge sur les fondations. Il est possible de décharger les murs porteurs et la base du bâtiment en utilisant des chevrons métalliques plus durables mais plus légers. Le type de matériau utilisé distingue les types de systèmes de toiture suivants:

• Bois. Chevrons et lattis en bois utilisés pour la construction de toits et dont la longueur de la pente ne dépasse pas 7-10 mètres. La fixation des éléments du cadre entre eux se fait à l'aide de vis, de clous ou d'éléments métalliques en mouvement. Le pas entre les jambes est généralement compris entre 50 et 80 cm.
• Métallique Les charpentes métalliques sont constituées de profilés en acier avec un revêtement en zinc qui ne craint pas l'humidité. Les chevrons et les lattis de ce matériau sont légers et durables, de sorte que la distance entre eux peut être augmentée à 1,5-2 mètres. La fixation du profilé métallique est réalisée par soudage ou par attaches. Les nœuds de toit en métal sont utilisés pour une longueur de pente de 10 mètres.
• Combiné. Le cadre de chevron combinant des noeuds en métal et en bois est appelé combiné. La combinaison des éléments de support en bois et en acier galvanisé vous permet de fabriquer une structure moins coûteuse avec une capacité portante élevée, en augmentant le pas entre les chevrons.

Notez que les éléments métalliques et en bois du cadre ne peuvent pas être interconnectés sans une doublure en matériau imperméabilisant ou un traitement antiseptique. Comme le métal a une conductivité thermique élevée, sa proximité avec l'arbre entraîne la formation de condensat et la pourriture des chevrons.

Méthodes de fixation

Les chevrons métalliques sont assemblés en fermes de forme triangulaire, trapézoïdale ou cintrée. Aux poutres du cadre, fixez des renforts internes qui forment les angles, ce qui augmente considérablement la capacité de charge du cadre. Ce système vous permet de faire un pas de plus entre les chevrons, en calculant les capacités de support de chaque ferme. La fixation des éléments métalliques de la charpente de toit s’effectue selon l’une des méthodes suivantes:

1. Fixation avec soudure. Si vous soudez les détails du système de treillis à l'aide d'une machine à souder, vous pouvez obtenir une structure rigide offrant une résistance et une capacité de charge élevées. Si vous effectuez correctement le calcul du toit, vous pouvez alléger le cadre et réduire la charge sur les fondations de la structure. L'inconvénient de cette méthode est que seul un professionnel peut effectuer un soudage avec un équipement spécial.
2. Fixation avec des boulons. La fixation des chevrons avec des attaches permet une fixation moins rigide. Ce procédé d'assemblage du châssis en treillis sur la base de profilés métalliques est utilisé dans la construction de maisons privées, où la longueur des pentes ne dépasse pas 10 mètres. L'absence de soudure accélère l'installation du toit.

Des artisans qualifiés calculent que la caisse en métal et les chevrons peuvent supporter plus de poids que le bois, ce qui vous permet d'augmenter le pas entre eux et de réduire l'épaisseur de la section transversale des éléments. De plus, les magasins de construction vendent des fermes finies dont la fixation a été réalisée par soudure, adaptée aux bâtiments superposés de largeur standard.

Les avantages

La structure en treillis métallique est utilisée pour la construction de toits de toutes formes, toutes en pente avec une pente de 1 à 2 degrés. Des coins en acier, des tuyaux de section ronde et rectangulaire et des tavernes sont utilisés comme matériau à partir duquel les chevrons et le revêtement sont fabriqués. Afin de choisir correctement l'épaisseur des éléments du châssis et de choisir le pas entre eux, la structure de la toiture est calculée en tenant compte des charges permanentes et temporaires transmises aux poutres en treillis pendant le fonctionnement. Les avantages du système en treillis de ce matériau sont pris en compte:

• Sécurité incendie. Contrairement aux poutres en bois, les poutres métalliques du cadre ne sont pas le pays d'allumage, ce qui augmente la sécurité incendie du bâtiment.
• Facilité d'entretien. Le zingage recouvert de coins en acier protège le cadre de toit de la corrosion pendant toute sa durée de vie. Contrairement au bois, ils ne nécessitent pas de traitement annuel avec antiseptique.
• Sans déchets. Bien que les structures métalliques soient assez coûteuses, cela est considéré comme rentable, puisque la fixation est réalisée par la méthode de soudage et qu'il n'y a pratiquement pas de déchets.
• Longue durée de vie. Si vous calculez correctement les charges, la structure de toit en métal durera plus de 100 ans, ce qui dépasse la durée de vie de la toiture, même la plus stable.

Les couvreurs professionnels estiment qu’il est recommandé d’utiliser des structures en acier soudées pour la fabrication du cadre en treillis avec une pente de 10-12 mètres. La tâche principale consiste à calculer correctement les charges, puis à déterminer le pas entre les jambes en fonction des caractéristiques climatiques et des propriétés du matériau de couverture.

Inconvénients

Malgré les avantages évidents, les systèmes de fermes métalliques ne sont pas la solution constructive la plus populaire dans la construction de logements privés. Même un grand pas entre les chevrons et la caisse clairsemée à un coût élevé en métal ne peut pas rendre la structure moins chère que le bois. Les inconvénients des chevrons métalliques considèrent:

1. Haute conductivité thermique. Le métal ayant un coefficient de conductivité thermique élevé, les chevrons et le lattage du toit forment des ponts thermiques. Du point de vue de l'efficacité énergétique, le cadre en profilé métallique n'est pas la meilleure solution.
2. Problème de transport et d'installation. Lorsque vous choisissez un système de fermes en métal, prenez en compte le matériel à transporter, levez-vous à la hauteur et procédez à la fixation d'éléments longs et lourds plus difficiles que les chevrons de bois de longueur standard.
3. La complexité de l'installation. Pour le levage et la réparation de fermes, on utilise du matériel spécial dont la location ou l’achat coûte cher.
4. Déformation sous l'action de hautes températures. Bien que le métal soit considéré comme un matériau incombustible, il se déforme fortement lors d’un incendie, ce qui entraîne généralement l’effondrement du toit.

Pour déterminer s’il est judicieux d’utiliser des fermes plus coûteuses en profilé métallique, il est nécessaire de procéder au calcul de la charpente. Si la longueur de la pente dépasse 10 mètres et que la charge dépasse 450 à 600 kg, l'installation d'un cadre en métal est économiquement viable.

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