Cours sur les principes de conception d’une charpente

4. TECHNOLOGIE DES CHARPENTES

4.1 Principes de conception d’une charpente
4.1.1 Types de charpente
4.1.2 Principes des fermes
En pratique, on distingue deux types de charpentes.
a) le système à poutraison dans lequel les éléments (pannes, chevrons, liteaux) travaillent en flexion.
Dans la section transversale d’un élément fléchi, la matière passe progressivement d’un état de traction (zone étirée) à un état de compression (zone comprimée).
b) le système à fermes triangulées, dans lequel les membrures sont soumises soit à un effort de traction, soit à un effort de compression.
Une ferme est un assemblage plan de membrures. Les membrures sont assemblées de manière à former des triangles. Contrairement à des assemblages comptant plus de trois côtés, le triangle est indéformable, même si les 3 angles sont articulés.
Ceci apparaît clairement lorsqu’on compare un cadre triangulaire avec un cadre rectangulaire. Alors que le cadre triangulaire est indéformable, le cadre rectangulaire peut se déformer.
Ossatures parfaites et ossatures imparfaites
Une ferme triangulée est une ossature «parfaite». Elle est «imparfaite» si elle n’est pas exclusivement construite sur la base de triangles.
Cadres de bicyclette ou renfort d’échafaudage, sont, parmi d’autres,
des exemples des nombreuses applications rencontrées dans la vie courante, qui se basent sur le principe des ossatures triangulées.
Pour obtenir des ossatures indéformables, il faut ajouter une membrure aux fermes présentées ci-contre, de façon à décomposer les quadrilatères en triangles.
4.1.3 Conception d’une charpente étape par étape
L’écartement des lattes dépend de la portée utile des tuiles.
Dans le cas des tuiles TMV/TFM, la portée utile est de 40 cm.
Lorsque la portée entre les supports (murs, colonnes) est grande, les lattes reposent sur une charpente, plus ou moins imposante selon la longueur de la portée. Le principe consiste à poser un ou plusieurs éléments dans le sens de la plus petite portée, pour diviser la plus grande portée. Cette opération est ensuite répétée en niveaux successifs, jusqu’à ce que l’écartement entre les éléments posés soit compatible avec la portée utile du matériau de couverture.

1. Introduction
1.1 Objet du manuel
1.2 Contenu du manuel
1.3 Remarques générales
1.4 Terminologie
1.4.1 Types de toitures
1.4.2 Eléments de charpente
1.4.3 Terminologie relative à la couverture
2. Notions élémentaires de statique
2.1 Forces extérieures
2.1.1 Les actions
2.1.2 Les réactions
2.1.3 Point d’application et distribution des sollicitations
2.2 Efforts internes
2.2.1 Les contraintes (compression, traction, cisaillement)
2.2.2 Moment fléchissant
2.2.3 Flambage
2.2.4 Répartition et intensité des contraintes
2.3 Les sollicitations
2.3.1 Charges permanentes
2.3.2 Charges variables
2.3.3 Charge totale
3. La forme du toit
3.1 Géométrie du plan d’appui de la charpente et forme de la couverture
3.2 Direction du vent dominant et orientation du faîte
3.3 La pente
3.4 Avant-Toit
4. Technologie des charpentes
4.1 Principes de conception d’une charpente
4.1.1 Types de charpente
4.1.2 Principes des fermes
4.1.3 Conception d’une charpente étape par étape
4.1.4 Quelques principes concernant la pose des éléments de charpente
4.1.5 Contreventement
4.1.6 Charpentes primaires particulières
4.2 En cas de tempêtes et de séismes
4.2.1 Tempêtes
4.2.2 Séismes
4.3 Le bois
4.3.1 Matériaux
4.3.2 Préservation et séchage du bois
4.3.3 Types de charpente en bois
4.3.4 Dimensionnement des charpentes en bois
4.3.5 Détails constructifs
4.4 Autres matériaux
4.4.1 Le bambou
4.4.2 Charpentes en bois ronds
4.4.3 Charpentes métalliques
4.4.4 Charpentes en béton
5. CONSTRUCTION DE LA CHARPENTE
5.1 Sécurité
5.2 Préparation des murs
5.3 Pose des éléments de charpente
5.3.1 Etape 1: Pose des fermes et du contreventement
5.3.2 Etape 2: Pose des sablières
5.3.3 Etape 3: Pose de la panne faîtière et des pannes
5.3.4 Etape 4: Pose des chevrons
5.3.5 Etape 5: Pose des lattes
6. L’entretien
6.1 La notion d’entretien
6.2 Entretien de la charpente
Annexes
1 Facteurs de conversion
2 Espèces de bois couramment utilisées en charpente
3 Tableaux de dimensionnement des charpentes
3.1 Dimensionnement du lattage
3.2 Dimensionnement des chevrons
3.3 Dimensionnement des pannes
4 Lectures recommandées et bibliographie

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