La praticité, la fiabilité et la simplicité de la conception du toit à pignon le rendent disponible pour l’auto-érection même pour un développeur novice. Dans cette publication, le système de chevrons d’un toit à pignon sera examiné en détail: ses variétés, ses éléments structurels et ses règles de calcul.
Système de chevrons de toit à pignon
Le toit à pignon classique se compose de deux plans inclinés disposés en forme de triangle équilatéral. Un système de chevrons est une charpente constituée d’éléments de support interconnectés. En fonction des charges attendues agissant sur la toiture du bâtiment pendant l’exploitation, les éléments de charpente peuvent être en bois ou en métal.
Le but du système de chevrons
Le système de chevrons de toit à pignon résout trois tâches principales :
- Donner aux pentes du toit l’angle d’inclinaison requis, qui leur permet de résister aux charges de neige et de vent maximales pour une zone donnée, permet d’éliminer sans entrave l’eau et la neige du matériau de toiture.
- Répartition uniforme des charges sur la charpente du bâtiment, créées par le poids du gâteau de toiture, les précipitations, le vent.
- Création de la base pour la fixation de l’isolation thermique du matériau de toiture. Les nœuds du système de chevrons d’un toit à pignon avec un toit créent un espace qui protège le bâtiment des pertes de chaleur et de la pénétration de l’humidité.
Un système de chevrons bien conçu doit résister à des charges très sévères, pouvant dépasser 500 kg/m2.
C’est pourquoi nous recommandons de confier tous les calculs liés au choix du matériau, de la section et de l’étape d’installation des chevrons à des professionnels qui ont l’autorisation et l’expérience pour effectuer de tels travaux..
Comme indiqué ci-dessus, la section transversale d’un toit à deux pentes est un triangle isocèle. Le plan horizontal du triangle repose sur les murs du bâtiment. Les plans inclinés ne sont rien de plus que des pentes de toit. L’angle d’inclinaison des pentes est formé par l’angle entre la base du toit et son faîte.
Éléments structurels de base
Pour faciliter la compréhension de cette conception, nous considérerons les principaux éléments du système de chevrons d’un toit à pignon:
- Les pieds de chevron sont les principaux éléments structurels du cadre, grâce auxquels la pente nécessaire des plans de toit est créée. Les plans formés par les poutres de chevrons sont la base de l’installation du revêtement de sol.
- Mauerlat est un élément de structure de support qui est attaché à l’extrémité supérieure des murs extérieurs du bâtiment. Mauerlat pour un toit à pignon vous permet de répartir la masse de la structure de la toiture aussi uniformément que possible.
- Les serres sont des éléments transversaux du cadre reliant les chevrons appariés en une seule unité. Le but principal des bouffées est d’augmenter la rigidité de l’ensemble du système..
- Les lits sont situés parallèlement aux Mauerlats et relient les bouffées ensemble. Ils utilisent l’extrémité supérieure des murs porteurs internes comme support. Objectif – répartition des impacts sur le système de chevrons.
- Des poutres de plancher sont installées entre les Mauerlats et le lit. Ils servent de base à la fixation du sol dans le grenier et au plafond du bâtiment. Des poutres sont installées sur le serrage.
- La poutre faîtière relie les parties supérieures des chevrons. Cet élément structurel est utilisé dans la plupart des schémas de construction d’un système de chevrons..
- Poutre latérale – un élément structurel supplémentaire qui soutient les chevrons et leur enlève une partie de la charge.
- Les crémaillères (poupée) sont les principaux éléments structurels du système de renforcement du cadre, qui reprennent une partie des charges des poutres.
Dans certains schémas, des structures auxiliaires sont utilisées – pouliche – pour assurer la création d’un surplomb de corniche du toit avec un manque de pieds de chevron.
La charpente peut être représentée par trois nœuds :
- Le lattage est la base de la fixation de la couche d’isolation thermique et du matériau de toiture. Monté sur chevrons. Les pieds des chevrons reposent sur le Mauerlat avec l’extrémité inférieure, l’extrémité supérieure sur le système de chevrons
- Le système de chevron principal, réalisé sous la forme d’une barre de chevron montée.
- Un système de chevrons est un ensemble spécifique d’éléments de cadre supplémentaires : pannes et crémaillères. Avec une augmentation de la longueur de la travée, des éléments structurels supplémentaires sont utilisés – des entretoises. Parmi les maîtres, un autre nom pour les accolades est utilisé – “jambes de chevron”. Quel que soit le nom, le but principal de ces éléments est de soutenir les poutres latérales. Une extrémité du renfort repose contre la poutre du chevron, l’autre contre le lit. Les croisillons de chevron jouent un rôle essentiel dans la charpente du toit – ils empêchent la déformation de la jambe de chevron et augmentent considérablement sa capacité portante.
Caractéristiques de conception et types de systèmes de chevrons pour un toit à pignon
Les pieds de chevron sont l’élément principal de toute charpente de toit à pignon. Selon la géométrie et la taille de la toiture, tous les autres éléments structurels de la charpente peuvent ne pas être utilisés ou partiellement utilisés lors de sa construction.
Selon la méthode d’installation des pieds, le schéma du système de chevrons de toit peut être:
- type en couches;
- type de suspension.
La condition principale pour l’installation de chevrons en couches est la disposition d’un support fiable dans les parties supérieure et inférieure. L’unité de faîtage horizontale du toit à chevrons sert de support à la partie supérieure. Le bord inférieur des chevrons repose contre le Mauerlat ou la couronne supérieure du cadre.
L’érection d’un système de chevrons en couches est autorisée lorsque la distance entre les pignons ne dépasse pas 6 m. Lorsque la distance est supérieure, il est nécessaire de renforcer le système avec des poteaux verticaux, en mettant l’accent sur le lit, situé sur la partie supérieure partie du mur intermédiaire.
La figure ci-dessous montre des chevrons en couches : la structure et les nœuds qui composent un tel système de chevrons.
Les chevrons suspendus reposent contre les “talons” de la bouffée. Dans la partie supérieure, les pieds des chevrons reposent les uns contre les autres. Cette conception est un module séparé sous la forme d’un triangle isocèle, qui s’appelle une ferme en treillis chez les constructeurs. Cette structure fonctionne sur une entretoise, mais le serrage amortit ce processus, transférant une charge dirigée verticalement sur les murs du bâtiment.
Schémas de base et types de fixation du système de fermes de type suspendu
Il existe de nombreuses options pour construire un système de chevrons suspendus, parmi lesquelles seulement trois sont les plus courantes :
- Triangulaire à trois charnières. La structure des chevrons est un triangle classique dont les côtés supérieurs sont soumis à des charges de flexion, le inférieur (serrage) amortit la tension. Pour relier les éléments du nœud, une coupe frontale avec une dent simple ou double est utilisée.
- Triangulaire à trois pivots avec une traction surélevée. Ce schéma est idéal si vous avez besoin de créer un grenier résidentiel. Le serrage surélevé augmente la charge de traction du système de chevrons, ce qui assure une répartition uniforme de la charge sur les Mauerlats. La fixation du serrage à la jambe de chevron se fait par la méthode de coupe “semi-rotative”.
- Triangulaire à trois articulations avec une poupée et des entretoises supplémentaires. Cette conception est utilisée pour réduire la charge sur la déflexion du chevron. Le serrage dans un tel système repose sur la pince de la poupée, nivelant l’étirement dû à la traction vers le bas du nœud de faîtage, qui, à son tour, agit sur la suspension, comprimant les chevrons.
Systèmes de chevrons sans expansion et d’espacement du type en couches
Les maisons en rondins et les maisons en rondins ne tolèrent pas les charges agissant sur l’entretoise des murs extérieurs.
Dans de tels cas, un système de chevrons de toit à pignon sans écarteur est pratiqué, ce qui implique deux points d’appui pour chaque jambe de chevron :
- La partie inférieure est biseautée contre le Mauerlat. La longueur du biseau ne doit pas dépasser la section transversale de la poutre.
- La partie supérieure repose sur la poutre faîtière.
Une caractéristique de cette conception est la fixation rigide des pieds des chevrons les uns aux autres dans la partie supérieure. Pour attacher la jambe de chevron au Mauerlat, la méthode de connexion mobile est utilisée à l’aide d’une plaque flexible en acier.
Lors de l’érection d’un système de chevrons de toit à pignon, des structures d’espacement sont également utilisées, qui sont quelque chose entre les chevrons suspendus et en couches. La fixation d’entretoise des chevrons d’un toit à pignon suggère un changement dans le système de fixation des pieds des chevrons au Mauerlat de mobile à rigide. De tels schémas sont utilisés exclusivement dans les maisons aux murs principaux épais avec un support Mauerlat rigide. Les chevrons de cette conception reposent contre les murs avec leurs parties inférieures et les uns contre les autres avec les parties supérieures. La poutre faîtière est utilisée, mais ne joue pas un rôle significatif dans la rigidité de la charpente. Pour réduire les charges d’entretoise, une mêlée est incluse dans la structure.
Pour augmenter la fiabilité de la charpente du toit, des attaches anti-vent du toit à chevrons sont utilisées, dont la tâche est de transférer les charges de vent sur les murs porteurs de la structure et d’assurer la rigidité spatiale du toit. Pour créer des liens de vent verticaux du système de chevrons, des entretoises sont installées sur chaque support. La partie inférieure de ces éléments de structure repose sur un banc.
Règles d’auto-calcul du système de chevrons
Lors du calcul indépendant du système de chevrons, il est nécessaire de déterminer la section transversale correcte du bois en fonction des charges constantes et temporaires agissant sur celui-ci, notamment :
- Beaucoup de matériaux pour le système de toiture et de chevrons.
- Vent et pression des précipitations.
Les charges permanentes comprennent le poids des lattes et de la toiture. Lors du choix des matériaux, il convient de garder à l’esprit que la pression sur le cadre ne doit pas dépasser 50 kg / m2. La charge de neige sur le châssis est égale au poids de la neige multiplié par un facteur qui dépend de l’angle de pente des pistes.
La section transversale de la jambe de chevron dépend de la marche. Plus la distance entre les chevrons est petite, plus la section transversale du bois est petite. Pour faciliter la compréhension, il vous recommande de vous familiariser avec le tableau de dépendance de la longueur, du pas et de la section des pieds du chevron.
La hauteur du faîte dépend de l’angle d’inclinaison du toit. L’angle optimal pour l’évacuation des précipitations est de 35 – 45 °. Dans les régions à forte charge de vent, un angle de pente de toit de 20 à 45 ° est utilisé..
Lors de la création d’un système de chevrons de toit à pignon, il est préférable d’utiliser du bois de conifère sec de 1 à 3 catégories. Pour les barres transversales et les bouffées, du pin ou du mélèze de 1 qualité est utilisé. Pour les chevrons, les Mauerlats, les crémaillères et les poutres, un matériau d’au moins 2 grades est utilisé. Tous les autres éléments du cadre peuvent être créés à partir de bois de 3 qualités.