1 INTRO DEFAUTHEQUE CHARPENTE 2019 11 06
Texte de la première page
DEFAUTHEQUE
Programme d’ingénierie pédagogique et de formation d’enseignants
Un programme de
Avec le soutien de
1
LA CHARPENTE
2
La Charpente
Sommaire
FONCTIONS D’UNE TOITURE
Fonctions : enveloppe / structure / attentes
GENERALITES
-
Classe d’emploi des bois
Caractéristiques de calcul
Humidité
Altitudes clefs
Impact des conditions de portées
Chargements de calculs
Stabilité d’un plan de toiture : Pourquoi ? Comment ?
TYPOLOGIES
- Traditionnelle : fermes
- Industrielle : fermettes
- Grandes portées : portiques / arcs / poutres treillis / nappes
TRADI - DETAILS
- Traitements des rives / Bas de pente / Hauts de pente :
Débords - Ventilation - Habillage - Chéneaux
TRADI - ASSEMBLAGES
ECONOMIE
3
La Charpente
FONCTION D’UNE TOITURE
Enveloppe
Structure
4
La Charpente
FONCTION D’UNE TOITURE
PERFORMANCES REQUISES
Thermique
Acoustique
Protection incendie
Étanchéité à l’eau
Étanchéité à l’air
FONCTION TOITURE
- Fonction porteuse
( oblique ou horizontale )
- Contreventement
- Couverture
- Débords de toit
- Isolation
- Ventilation
- Incorporations diverses
( fenêtres de toit, cheminée, … )
5
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Matériaux :
Résineux (épicéa, sapin)
Feuillus (chêne, châtaignier)
Classement structure : C24 ou D30
Humidité à la pose : de 12 à 15%, maxi. 18%
Classe d’emploi (en charpente abritée) : classe 2
CLASSES
SITUATION EN SERVICE
EXEMPLES D'EMPLOIS
1
Bois sec,
humidité toujours inférieure à 20%.
Menuiseries intérieures à l'abri de l'humidité :
parquets, escaliers intérieurs, portes …
2
Bois sec, mais dont l’humidité peut
occasionnellement dépasser 20%.
Charpente, planchers, ossatures correctement ventilées en service.
3
Bois à une humidité fréquemment
supérieure à 20%.
Toutes pièces de construction ou menuiseries extérieures
verticales soumises à la pluie :
bardages, fenêtres, …
4
Bois à une humidité toujours
supérieure à 20%.
Bois horizontaux en extérieur : balcons, coursives...
et bois en contact avec le sol
ou une source d'humidification prolongée ou permanente
5
Bois en contact permanent
avec l’eau de mer.
Piliers, pontons, bois immergés.
6
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Le bois . Composition
Ecorce
Liber
Cambium
Duramen (ou bois parfait)
(durable ? → selon essences)
Aubier
(Jamais durable)
Coupe transversale de chêne
7
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Principes généraux
de la classification
de la durabilité,
de l’imprégnabilité
et de la distinction bois parfait / aubier
Extraits de NF EN 350: Durabilité
du bois et des matériaux dérivés du bois
8
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Définition de la classe de durabilité (vis-à-vis des champignons et des insectes
xylophages), de l’imprégnabilité et de la distinction bois parfait/aubier
9
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Définition de la classe de durabilité (vis-à-vis des champignons et des insectes
xylophages), de l’imprégnabilité et de la distinction bois parfait/aubier
10
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Classe 1
Classe 2
Classe 3
Classe 4
(sans limitation de durée de
service)
(sans limitation de durée de
service)
(durée de service
environ 25 ans)
(durée dépendante des facteurs
extérieurs : ± 10ans)
Bouleau
non
non
non
non
Charme
non
non
non
non
Érable
non
non
non
non
Eucalyptus globulus
non
non
non
non
Frêne
non
non
non
non
Hêtre
non
non
non
non
Peuplier
non
non
non
non
Tilleul
non
non
non
non
Chêne rouge d'Amérique
oui
oui
non
non
Orme
oui
oui
non
non
Noyer
oui
oui
oui
non
Châtaignier
oui
oui
oui
oui
Chêne rouvre & pédonculé
oui
oui
oui
oui
Robinier (Faux acacia)
oui
oui
oui
oui
Épicéa (sapin blanc du nord)
non
non
non
non
Hemlock
non
non
non
non
Sapin
non
non
non
non
Pin noir d'Autriche et laricio
oui
oui
non
non
Pin weymouth
oui
oui
non
non
Cédre
oui
oui
oui
non
Douglas (pin d'Oregon)
oui
oui
oui
non
Mélèze
oui
oui
oui
non
Pin maritime
oui
oui
oui
non
Pin sylvestre (pin rouge du nord)
oui
oui
oui
non
Pitchpine
oui
oui
oui
non
Western red cedar
oui
oui
oui
non
Feuillus
Résineux
11
La Charpente
GENERALITES
Caractéristiques de calcul
Le classement de la résistance
mécanique du bois :
2 méthodes
•
Méthode visuelle en observant
les défauts et singularités du
bois, selon la norme NF B 52001, permettant de définir un tri
en classes visuelles.
•
Méthode de classement par
machine en mesurant
directement les propriétés
mécaniques du bois, selon la
norme NF EN 519, qui permet de
trier automatiquement en
classes mécaniques définies par
la norme NF EN 338.
12
La Charpente
GENERALITES
Caractéristiques de calcul
Extraits de NF EN 338: Bois de structure - Classes de résistance
13
La Charpente
GENERALITES
Humidité
AUCUN RETRAIT
30 %
RETRAIT
Eau libre
e1
Eau liée
e2
e3
e4
e5
e1 = e2 > e3 > e4 > e5
14
La Charpente
GENERALITES
Altitudes Clefs
600m
Position du pare vapeur.
Au-delà de 600m, le repère traditionnel de la position du pare vapeur 1/3 - 2/3 de la résistance thermique
du mur n’est plus valable.
En effet, le point de rosée se déplace dans le mur ce qui amène à répartir l’isolant comme suit :
¼ R (max) - ¾ R
900m
Limite construction plaine . montagne
Les bâtiments de montagne (au-dessus de 900 m) d'altitude, nécessitent une "double toiture"
composée de plusieurs couches. Les grandes différences de température extérieure/intérieure et
nuit/jour provoquent des phénomènes de point de rosée (Condensation) et de gel/dégel
préjudiciable à la conservation des bâtiments.
La meilleure solution pour contrer ces problèmes est la double toiture : (complexe de l’intérieur vers l’extérieur)
• un pare vapeur
• un isolant thermique
• couverture en revêtement d’étanchéité au contact de l’isolant pour le protéger de la condensation de la couverture et des infiltrations de la neige
poudreuse en hiver.
• une lame d’air bien ventilée – à la température de l’air extérieur pour éviter les phénomènes de gel/dégel.
• la couverture proprement dite.
Couverture tuiles
Exemple avec une couverture tuile :
Couverture tuiles
Litelage
Litelage
Contre-litelage
Contre-litelage
Etanchéité de Montagne
avec tasseaux BM 60-80/40,
classe d'emploi 4
Ecran de sous-toiture
Volige ou Panneau
Chevronnage
Volige ou Panneau
Isolation
Chevronnage
Pannelage
+ Contreventements
Isolation - sans vide
Pare-vapeur
Pannelage
+ Contreventements
Plafond
Pare-vapeur
Plafond
15
La Charpente
GENERALITES
Impact des conditions de portées
La charpente traditionnelle - règles de Pré-dimensionnement
• Les fermes :
Entraxe des fermes : 3,00 à 5,00m
Portée des fermes : 7 à 12m (jusqu’à 18m)
• Les pannes :
Portée des panne : < 4,50m
Entraxe : 1,20 à 1,80m
Exemple avec une panne :
1. Portée 4m > 120/300
2. Portée 5m > 140/350
1
2
16
La Charpente
GENERALITES
Chargements de calculs
Poids propre . Sur charpente
Etanchéité autoprotégée
60 kg/m²
Tuile mécanique
55 kg/m²
Tuile plate petit format
125 kg/m²
Ardoise
Neige
Lauze
160 kg/m²
1400m_ 232 daN/m²
Cuivre
PUY DE DOME
800m_ 96 daN/m²
VULCANIA
310 kg/m²
Zinc joints debouts
25 kg/m²
8 kg/m²
400m_ 52 daN/m²
Végétalisation extensive
175 kg/m²
CLERMONT-FERRAND
60m_ 36 daN/m²
Bac acier
PARIS
Végétalisation intensive
17
La Charpente
GENERALITES
Stabilité d’un plan de toiture : Pourquoi ?
VENT ARRIVANT SUR UNE FAÇADE
T
VEN
Toiture SANS
contreventement
V EN
T
Toiture AVEC
contreventement
Vent
Charpente
Effort de vent diffusé dans la charpente
> A rediriger vers les murs stabilisants
Dalle BA
Dalle BA
Effort de vent directement transmis
dans la dalle et le sol
Dalle BA
Sans contreventement de toiture :
Le toit se déforme, le second œuvre est ruiné et
l’ossature de la façade au vent risque la rupture.
L’effort qui arrive
dans le plan de toiture
doit être repris et ramené
dans les murs stabilisants
> d’où le contreventement
de toiture
Avec un contreventement de toiture :
Le plan de toiture est rigide : les efforts sont renvoyés dans les murs
parallèles au sens du vent.
18
La Charpente
GENERALITES
Stabilité d’un plan de toiture : Comment ?
Pour réaliser un plan de toiture rigide, il existe plusieurs types de contreventements :
La triangulation
LES CVT TRAVAILLENT EN
TRACTION / COMPRESSION
LES CVT TRAVAILLENT EN
TRACTION / COMPRESSION
EN GENERAL REALISES EN TIRANTS METAL
LES CVT TRAVAILLENT EN TRACTION UNIQUEMENT
Le diaphragme
Diaphragme principalement réalisé en panneau ayant un avis technique couvrant le
contreventement :
OSB3, OSB4, CTBH, CTBX, Lamibois croisé, Contrecollé croisé (KLH, LENO, BBS, …),
Fermacell, Panneaux de fibre de bois : type AGEPAN DWD, etc.
L’encastrement
C’est le couturage en périphérie et en intermédiaire qui assure alors la transmission
des efforts et donc la stabilité.
Les encastrements permettent de réaliser un portique rigide qui retransmet les efforts à chaque extrémité.
En bois, les encastrements ne sont pas viables (car irréalisables au vu du matériau) sauf dans le cas de
couronnes de boulons sur des portiques BLC (grande hauteur de poutre).
19
La Charpente
GENERALITES
Stabilité d’un plan de toiture : Comment ?
Afin de stabiliser le bâtiment, le contreventement de la toiture doit redescendre jusqu’au sol :
Murs . Diaphragmes
Bois
Maçonnerie
Mur Ossature bois
Métal
Palees de stabilite
19
La Charpente
TYPOLOGIES
Charpente
Traditionnelle
Portiques . Arcs
Poutres
Voute . Coupole
Poutre droite / à inertie variable / treillis
Charpente
Industrielle
Poutre sous-tendue
Dalle
Structures spatiales en voiles
Charpente
Plate
Structures spatiales en treillis
Grille de poutres . Caissons
21
La Charpente
TYPOLOGIE
Traditionnelle : fermes
•
•
•
•
•
•
•
DTU 31.1 Charpente et escaliers en bois
DTU 31.2 Construction des maisons et bâtiments à ossature en bois
DTU 51.3 Planchers en bois ou en panneaux dérivés du bois
DTU 58.1 Travaux de plafonds suspendus
Eurocode 5 : NF EN 1995 : Conception et calcul des structures en bois + AN
Règles CB71 : Règles de calcul et de conception des charpentes en bois
DTU BF88 : Règles bois feu 88
22
La Charpente
TYPOLOGIE
Traditionnelle : fermes
Faîtière
Tuile faîtière
Tuile plate
Liteaux
Poinçon
Arbalétrier
Contrefiche
Panne
Voliges
Chevron
Sablière
Gouttière pendante
Entrait
Echantignole
Portée
Mur porteur
Débord
Sous-face
Planche de bas de pente
23
La Charpente
TYPOLOGIE
Traditionnelle : fermes
Ferme simple
Ferme latine
/ à contrefiches
Ferme à la Mansart
Ferme sur blochets
Ferme à faux-entrait
/ à entrait retroussé
24
La Charpente
TYPOLOGIE
Industrielle : fermettes
• DTU 31.1 - Charpente et escaliers en bois
• DTU 31.2 - Construction des maisons et bâtiments à ossature en bois
• DTU 31. 3 - Charpente en bois assemblée par connecteurs métalliques ou
goussets
• DTU 51.3 - Planchers en bois ou en panneaux dérivés du bois
• DTU 58.1 - Travaux de plafonds suspendus
• Eurocode 5 : NF EN 1995 : Conception et calcul des structures en bois + AN
• FIBC - La charpente industrialisée en bois
• Règles CB71 : Règles de calcul et de conception des charpentes en bois
• DTU BF88 : Règles bois feu 88
25
La Charpente
TYPOLOGIE
Industrielle : fermettes
Fermes pour combles non amenageables
Ferme en W
Ferme en double W
Ferme en M
Ferme en éventail
26
La Charpente
TYPOLOGIE
Industrielle : fermettes
Fermes pour combles amenageables
Ferme à entrait porteur
Ferme en A sur dalle
Ferme à la Mansart
Ferme boiteuse
27
La Charpente
TYPOLOGIE
Industrielle : fermettes
Assemblages
Connecteurs métalliques à dents
(à l’origine, goussets en contreplaqué)
28
La Charpente
TYPOLOGIE
Grandes portées : Portiques / Arcs / Poutres treillis / Nappes
Grille de poutres . Caissons
29
La Charpente
TYPOLOGIE
Grandes portées : Portiques / Arcs / Poutres treillis / Nappes
Treillis et Nappes tridimensionnelles
30
La Charpente
TYPOLOGIE
Grandes portées : Portiques / Arcs / Poutres treillis / Nappes
Poutre suspendue sur faîtage
Poutres suspendues
Poutre suspendue sur anneau
Poutre suspendue sur arc central
31
La Charpente
TYPOLOGIE
Grandes portées : Portiques / Arcs / Poutres treillis / Nappes
100 m
Arcs
32
La Charpente
TYPOLOGIE
Grandes portées : Portiques / Arcs / Poutres treillis / Nappes
Portiques
20 m
Portique à 2 articulations
Continuité
arbalétrier / poteau
Arbalétrier simple
et poteaux moisés
+ couronne de boulons
Arbalétrier simple
et poteaux en V
40 m
33
La Charpente
TRAITEMENTS DES RIVES
Débords
Charpente traditionnelle : Chevrons
Debords de bas de pente
Renfort par fiche
Ecoinçon
Jambette
Fiche
Fermette
Renfort par console
Queue de vache
Retour d ’auvent
34
La Charpente
TRAITEMENTS DES RIVES
Rives
Charpente traditionnelle : Pannes
Rives
Fermette
Simple porte-à- faux
Renfort par corbeau
Échelle de débord
35
La Charpente
TRAITEMENTS DES RIVES
Ventilation
36
La Charpente
TRAITEMENTS DES RIVES
Chéneaux
Gouttières sur rampant
Gouttières pendantes
Gouttière demi-ronde
Section
Pente
Entretien
Resistance
Ventilation
Gouttière havraise
Gouttière nantaise
Gouttière lyonnaise
Gouttière carrée
Descentes d’eau
Boite à eau
Gouttière moulurée
37
La Charpente
ASSEMBLAGES
Assemblages métalliques ( sabots, étriers, équerres, broches, connecteurs, plaques,
…
38
La Charpente
ASSEMBLAGES
Assemblages métalliques non apparents
39
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des pannes
Faible pente (< 60%) :
pannes à dévers
Reprise des pannes au déversement :
Entretoises + lacets de bas de pente
Pente plus importante :
pannes d’aplomb
Coupes en sifflet
Longueur mini = 1,5 fois la hauteur
Joint en sifflet en cantilever
40
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes et autres structures
Assemblages bois
Embrèvement simple
Embrèvement et tenons
41
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes et autres structures
Assemblages avec organes metalliques . BOULONS
Boulons
Boulons avec moisement
42
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes et autres structures
Assemblages avec organes metalliques . POINTES
43
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation
des fermes
autres structures
Assemblages
paretbroches
Assemblages avec organes metalliques . BROCHES
44
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes et autres structures
Assemblages avec organes metalliques . VIS
45
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes aux appuis
Appui sur mur maconnerie
Compression transversale
1/3 intérieur du mur
Calage
Coupure de capillarité
Platine mécano-soudée
46
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes aux appuis
Appui sur mur ossature bois
Equerres
Renforts d’ossature
47
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes aux appuis
Appui sur poteau beton
Appui sur poteau bois
Ferrure scellée
Système moisant
Fixation par boulon
Épaulement
47
La Charpente
ECONOMIE D’UNE CHARPENTE
Poids du complexe a supporter
Portee
Esthetique
( Altitude )
49
Programme d’ingénierie pédagogique et de formation d’enseignants
Un programme de
Avec le soutien de
1
LA CHARPENTE
2
La Charpente
Sommaire
FONCTIONS D’UNE TOITURE
Fonctions : enveloppe / structure / attentes
GENERALITES
-
Classe d’emploi des bois
Caractéristiques de calcul
Humidité
Altitudes clefs
Impact des conditions de portées
Chargements de calculs
Stabilité d’un plan de toiture : Pourquoi ? Comment ?
TYPOLOGIES
- Traditionnelle : fermes
- Industrielle : fermettes
- Grandes portées : portiques / arcs / poutres treillis / nappes
TRADI - DETAILS
- Traitements des rives / Bas de pente / Hauts de pente :
Débords - Ventilation - Habillage - Chéneaux
TRADI - ASSEMBLAGES
ECONOMIE
3
La Charpente
FONCTION D’UNE TOITURE
Enveloppe
Structure
4
La Charpente
FONCTION D’UNE TOITURE
PERFORMANCES REQUISES
Thermique
Acoustique
Protection incendie
Étanchéité à l’eau
Étanchéité à l’air
FONCTION TOITURE
- Fonction porteuse
( oblique ou horizontale )
- Contreventement
- Couverture
- Débords de toit
- Isolation
- Ventilation
- Incorporations diverses
( fenêtres de toit, cheminée, … )
5
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Matériaux :
Résineux (épicéa, sapin)
Feuillus (chêne, châtaignier)
Classement structure : C24 ou D30
Humidité à la pose : de 12 à 15%, maxi. 18%
Classe d’emploi (en charpente abritée) : classe 2
CLASSES
SITUATION EN SERVICE
EXEMPLES D'EMPLOIS
1
Bois sec,
humidité toujours inférieure à 20%.
Menuiseries intérieures à l'abri de l'humidité :
parquets, escaliers intérieurs, portes …
2
Bois sec, mais dont l’humidité peut
occasionnellement dépasser 20%.
Charpente, planchers, ossatures correctement ventilées en service.
3
Bois à une humidité fréquemment
supérieure à 20%.
Toutes pièces de construction ou menuiseries extérieures
verticales soumises à la pluie :
bardages, fenêtres, …
4
Bois à une humidité toujours
supérieure à 20%.
Bois horizontaux en extérieur : balcons, coursives...
et bois en contact avec le sol
ou une source d'humidification prolongée ou permanente
5
Bois en contact permanent
avec l’eau de mer.
Piliers, pontons, bois immergés.
6
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Le bois . Composition
Ecorce
Liber
Cambium
Duramen (ou bois parfait)
(durable ? → selon essences)
Aubier
(Jamais durable)
Coupe transversale de chêne
7
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Principes généraux
de la classification
de la durabilité,
de l’imprégnabilité
et de la distinction bois parfait / aubier
Extraits de NF EN 350: Durabilité
du bois et des matériaux dérivés du bois
8
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Définition de la classe de durabilité (vis-à-vis des champignons et des insectes
xylophages), de l’imprégnabilité et de la distinction bois parfait/aubier
9
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Définition de la classe de durabilité (vis-à-vis des champignons et des insectes
xylophages), de l’imprégnabilité et de la distinction bois parfait/aubier
10
La Charpente
GENERALITES
Classe d’emploi des bois
Classe 1
Classe 2
Classe 3
Classe 4
(sans limitation de durée de
service)
(sans limitation de durée de
service)
(durée de service
environ 25 ans)
(durée dépendante des facteurs
extérieurs : ± 10ans)
Bouleau
non
non
non
non
Charme
non
non
non
non
Érable
non
non
non
non
Eucalyptus globulus
non
non
non
non
Frêne
non
non
non
non
Hêtre
non
non
non
non
Peuplier
non
non
non
non
Tilleul
non
non
non
non
Chêne rouge d'Amérique
oui
oui
non
non
Orme
oui
oui
non
non
Noyer
oui
oui
oui
non
Châtaignier
oui
oui
oui
oui
Chêne rouvre & pédonculé
oui
oui
oui
oui
Robinier (Faux acacia)
oui
oui
oui
oui
Épicéa (sapin blanc du nord)
non
non
non
non
Hemlock
non
non
non
non
Sapin
non
non
non
non
Pin noir d'Autriche et laricio
oui
oui
non
non
Pin weymouth
oui
oui
non
non
Cédre
oui
oui
oui
non
Douglas (pin d'Oregon)
oui
oui
oui
non
Mélèze
oui
oui
oui
non
Pin maritime
oui
oui
oui
non
Pin sylvestre (pin rouge du nord)
oui
oui
oui
non
Pitchpine
oui
oui
oui
non
Western red cedar
oui
oui
oui
non
Feuillus
Résineux
11
La Charpente
GENERALITES
Caractéristiques de calcul
Le classement de la résistance
mécanique du bois :
2 méthodes
•
Méthode visuelle en observant
les défauts et singularités du
bois, selon la norme NF B 52001, permettant de définir un tri
en classes visuelles.
•
Méthode de classement par
machine en mesurant
directement les propriétés
mécaniques du bois, selon la
norme NF EN 519, qui permet de
trier automatiquement en
classes mécaniques définies par
la norme NF EN 338.
12
La Charpente
GENERALITES
Caractéristiques de calcul
Extraits de NF EN 338: Bois de structure - Classes de résistance
13
La Charpente
GENERALITES
Humidité
AUCUN RETRAIT
30 %
RETRAIT
Eau libre
e1
Eau liée
e2
e3
e4
e5
e1 = e2 > e3 > e4 > e5
14
La Charpente
GENERALITES
Altitudes Clefs
600m
Position du pare vapeur.
Au-delà de 600m, le repère traditionnel de la position du pare vapeur 1/3 - 2/3 de la résistance thermique
du mur n’est plus valable.
En effet, le point de rosée se déplace dans le mur ce qui amène à répartir l’isolant comme suit :
¼ R (max) - ¾ R
900m
Limite construction plaine . montagne
Les bâtiments de montagne (au-dessus de 900 m) d'altitude, nécessitent une "double toiture"
composée de plusieurs couches. Les grandes différences de température extérieure/intérieure et
nuit/jour provoquent des phénomènes de point de rosée (Condensation) et de gel/dégel
préjudiciable à la conservation des bâtiments.
La meilleure solution pour contrer ces problèmes est la double toiture : (complexe de l’intérieur vers l’extérieur)
• un pare vapeur
• un isolant thermique
• couverture en revêtement d’étanchéité au contact de l’isolant pour le protéger de la condensation de la couverture et des infiltrations de la neige
poudreuse en hiver.
• une lame d’air bien ventilée – à la température de l’air extérieur pour éviter les phénomènes de gel/dégel.
• la couverture proprement dite.
Couverture tuiles
Exemple avec une couverture tuile :
Couverture tuiles
Litelage
Litelage
Contre-litelage
Contre-litelage
Etanchéité de Montagne
avec tasseaux BM 60-80/40,
classe d'emploi 4
Ecran de sous-toiture
Volige ou Panneau
Chevronnage
Volige ou Panneau
Isolation
Chevronnage
Pannelage
+ Contreventements
Isolation - sans vide
Pare-vapeur
Pannelage
+ Contreventements
Plafond
Pare-vapeur
Plafond
15
La Charpente
GENERALITES
Impact des conditions de portées
La charpente traditionnelle - règles de Pré-dimensionnement
• Les fermes :
Entraxe des fermes : 3,00 à 5,00m
Portée des fermes : 7 à 12m (jusqu’à 18m)
• Les pannes :
Portée des panne : < 4,50m
Entraxe : 1,20 à 1,80m
Exemple avec une panne :
1. Portée 4m > 120/300
2. Portée 5m > 140/350
1
2
16
La Charpente
GENERALITES
Chargements de calculs
Poids propre . Sur charpente
Etanchéité autoprotégée
60 kg/m²
Tuile mécanique
55 kg/m²
Tuile plate petit format
125 kg/m²
Ardoise
Neige
Lauze
160 kg/m²
1400m_ 232 daN/m²
Cuivre
PUY DE DOME
800m_ 96 daN/m²
VULCANIA
310 kg/m²
Zinc joints debouts
25 kg/m²
8 kg/m²
400m_ 52 daN/m²
Végétalisation extensive
175 kg/m²
CLERMONT-FERRAND
60m_ 36 daN/m²
Bac acier
PARIS
Végétalisation intensive
17
La Charpente
GENERALITES
Stabilité d’un plan de toiture : Pourquoi ?
VENT ARRIVANT SUR UNE FAÇADE
T
VEN
Toiture SANS
contreventement
V EN
T
Toiture AVEC
contreventement
Vent
Charpente
Effort de vent diffusé dans la charpente
> A rediriger vers les murs stabilisants
Dalle BA
Dalle BA
Effort de vent directement transmis
dans la dalle et le sol
Dalle BA
Sans contreventement de toiture :
Le toit se déforme, le second œuvre est ruiné et
l’ossature de la façade au vent risque la rupture.
L’effort qui arrive
dans le plan de toiture
doit être repris et ramené
dans les murs stabilisants
> d’où le contreventement
de toiture
Avec un contreventement de toiture :
Le plan de toiture est rigide : les efforts sont renvoyés dans les murs
parallèles au sens du vent.
18
La Charpente
GENERALITES
Stabilité d’un plan de toiture : Comment ?
Pour réaliser un plan de toiture rigide, il existe plusieurs types de contreventements :
La triangulation
LES CVT TRAVAILLENT EN
TRACTION / COMPRESSION
LES CVT TRAVAILLENT EN
TRACTION / COMPRESSION
EN GENERAL REALISES EN TIRANTS METAL
LES CVT TRAVAILLENT EN TRACTION UNIQUEMENT
Le diaphragme
Diaphragme principalement réalisé en panneau ayant un avis technique couvrant le
contreventement :
OSB3, OSB4, CTBH, CTBX, Lamibois croisé, Contrecollé croisé (KLH, LENO, BBS, …),
Fermacell, Panneaux de fibre de bois : type AGEPAN DWD, etc.
L’encastrement
C’est le couturage en périphérie et en intermédiaire qui assure alors la transmission
des efforts et donc la stabilité.
Les encastrements permettent de réaliser un portique rigide qui retransmet les efforts à chaque extrémité.
En bois, les encastrements ne sont pas viables (car irréalisables au vu du matériau) sauf dans le cas de
couronnes de boulons sur des portiques BLC (grande hauteur de poutre).
19
La Charpente
GENERALITES
Stabilité d’un plan de toiture : Comment ?
Afin de stabiliser le bâtiment, le contreventement de la toiture doit redescendre jusqu’au sol :
Murs . Diaphragmes
Bois
Maçonnerie
Mur Ossature bois
Métal
Palees de stabilite
19
La Charpente
TYPOLOGIES
Charpente
Traditionnelle
Portiques . Arcs
Poutres
Voute . Coupole
Poutre droite / à inertie variable / treillis
Charpente
Industrielle
Poutre sous-tendue
Dalle
Structures spatiales en voiles
Charpente
Plate
Structures spatiales en treillis
Grille de poutres . Caissons
21
La Charpente
TYPOLOGIE
Traditionnelle : fermes
•
•
•
•
•
•
•
DTU 31.1 Charpente et escaliers en bois
DTU 31.2 Construction des maisons et bâtiments à ossature en bois
DTU 51.3 Planchers en bois ou en panneaux dérivés du bois
DTU 58.1 Travaux de plafonds suspendus
Eurocode 5 : NF EN 1995 : Conception et calcul des structures en bois + AN
Règles CB71 : Règles de calcul et de conception des charpentes en bois
DTU BF88 : Règles bois feu 88
22
La Charpente
TYPOLOGIE
Traditionnelle : fermes
Faîtière
Tuile faîtière
Tuile plate
Liteaux
Poinçon
Arbalétrier
Contrefiche
Panne
Voliges
Chevron
Sablière
Gouttière pendante
Entrait
Echantignole
Portée
Mur porteur
Débord
Sous-face
Planche de bas de pente
23
La Charpente
TYPOLOGIE
Traditionnelle : fermes
Ferme simple
Ferme latine
/ à contrefiches
Ferme à la Mansart
Ferme sur blochets
Ferme à faux-entrait
/ à entrait retroussé
24
La Charpente
TYPOLOGIE
Industrielle : fermettes
• DTU 31.1 - Charpente et escaliers en bois
• DTU 31.2 - Construction des maisons et bâtiments à ossature en bois
• DTU 31. 3 - Charpente en bois assemblée par connecteurs métalliques ou
goussets
• DTU 51.3 - Planchers en bois ou en panneaux dérivés du bois
• DTU 58.1 - Travaux de plafonds suspendus
• Eurocode 5 : NF EN 1995 : Conception et calcul des structures en bois + AN
• FIBC - La charpente industrialisée en bois
• Règles CB71 : Règles de calcul et de conception des charpentes en bois
• DTU BF88 : Règles bois feu 88
25
La Charpente
TYPOLOGIE
Industrielle : fermettes
Fermes pour combles non amenageables
Ferme en W
Ferme en double W
Ferme en M
Ferme en éventail
26
La Charpente
TYPOLOGIE
Industrielle : fermettes
Fermes pour combles amenageables
Ferme à entrait porteur
Ferme en A sur dalle
Ferme à la Mansart
Ferme boiteuse
27
La Charpente
TYPOLOGIE
Industrielle : fermettes
Assemblages
Connecteurs métalliques à dents
(à l’origine, goussets en contreplaqué)
28
La Charpente
TYPOLOGIE
Grandes portées : Portiques / Arcs / Poutres treillis / Nappes
Grille de poutres . Caissons
29
La Charpente
TYPOLOGIE
Grandes portées : Portiques / Arcs / Poutres treillis / Nappes
Treillis et Nappes tridimensionnelles
30
La Charpente
TYPOLOGIE
Grandes portées : Portiques / Arcs / Poutres treillis / Nappes
Poutre suspendue sur faîtage
Poutres suspendues
Poutre suspendue sur anneau
Poutre suspendue sur arc central
31
La Charpente
TYPOLOGIE
Grandes portées : Portiques / Arcs / Poutres treillis / Nappes
100 m
Arcs
32
La Charpente
TYPOLOGIE
Grandes portées : Portiques / Arcs / Poutres treillis / Nappes
Portiques
20 m
Portique à 2 articulations
Continuité
arbalétrier / poteau
Arbalétrier simple
et poteaux moisés
+ couronne de boulons
Arbalétrier simple
et poteaux en V
40 m
33
La Charpente
TRAITEMENTS DES RIVES
Débords
Charpente traditionnelle : Chevrons
Debords de bas de pente
Renfort par fiche
Ecoinçon
Jambette
Fiche
Fermette
Renfort par console
Queue de vache
Retour d ’auvent
34
La Charpente
TRAITEMENTS DES RIVES
Rives
Charpente traditionnelle : Pannes
Rives
Fermette
Simple porte-à- faux
Renfort par corbeau
Échelle de débord
35
La Charpente
TRAITEMENTS DES RIVES
Ventilation
36
La Charpente
TRAITEMENTS DES RIVES
Chéneaux
Gouttières sur rampant
Gouttières pendantes
Gouttière demi-ronde
Section
Pente
Entretien
Resistance
Ventilation
Gouttière havraise
Gouttière nantaise
Gouttière lyonnaise
Gouttière carrée
Descentes d’eau
Boite à eau
Gouttière moulurée
37
La Charpente
ASSEMBLAGES
Assemblages métalliques ( sabots, étriers, équerres, broches, connecteurs, plaques,
…
38
La Charpente
ASSEMBLAGES
Assemblages métalliques non apparents
39
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des pannes
Faible pente (< 60%) :
pannes à dévers
Reprise des pannes au déversement :
Entretoises + lacets de bas de pente
Pente plus importante :
pannes d’aplomb
Coupes en sifflet
Longueur mini = 1,5 fois la hauteur
Joint en sifflet en cantilever
40
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes et autres structures
Assemblages bois
Embrèvement simple
Embrèvement et tenons
41
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes et autres structures
Assemblages avec organes metalliques . BOULONS
Boulons
Boulons avec moisement
42
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes et autres structures
Assemblages avec organes metalliques . POINTES
43
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation
des fermes
autres structures
Assemblages
paretbroches
Assemblages avec organes metalliques . BROCHES
44
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes et autres structures
Assemblages avec organes metalliques . VIS
45
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes aux appuis
Appui sur mur maconnerie
Compression transversale
1/3 intérieur du mur
Calage
Coupure de capillarité
Platine mécano-soudée
46
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes aux appuis
Appui sur mur ossature bois
Equerres
Renforts d’ossature
47
La Charpente
ASSEMBLAGES
Fixation des fermes aux appuis
Appui sur poteau beton
Appui sur poteau bois
Ferrure scellée
Système moisant
Fixation par boulon
Épaulement
47
La Charpente
ECONOMIE D’UNE CHARPENTE
Poids du complexe a supporter
Portee
Esthetique
( Altitude )
49
Partager ce document
Télécharger le fichier
Faire un lien vers ce document
Lien permanentpour un message, un forum, un réseau social
Lien courtpour un SMS ou un profil
Code HTMLpour un site ou un blog
Du même auteur
- copeaux juillet 202103/09/2021
- webinaire innovation Fibois AuRA 101220 format16-9 Partenaires accompagnement15/12/2020
- webinaire innovation Fibois AuRA 101220 format16-9 Construction15/12/2020
- webinaire innovation Fibois AuRA 101220 format16-9 Complet sans BioImpulse15/12/2020
- webinaire innovation Fibois AuRA 101220 format16-9 Chimie biosourcée15/12/2020
- webinaire innovation Fibois AuRA 101220 format16-9 Amont forestier15/12/2020
- copeaux novembre 202004/12/2020
- 2-BC21-C.11.4-DEFAUTHEQUE Charpente Juil202029/09/2020
Voir les autres documents de cet auteur
- 1 bis-BC21-C.11.4-DEFAUTHEQUE Charpente-sans defauts-21-09-202029/09/2020
- copeaux juillet aout 202004/09/2020
- copeaux décembre10/01/2020
- ANNUAIRE Service pro decembre 201919/12/2019
- copeaux octobre 201915/11/2019
Sur le même sujet
Les mots qui reviennent le plus dans ce document. Chacun lance une recherche dans les fichiers publics.