Calcul de charges de toitures

(Méthode de calculs)

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Charges toiture - Charges plancher - Bandes de chargement - Descente de charges

  •  Préambule

     La méthodologie est divisée en quatre parties, deux parties sur la définition des charges, une sur le calcul des bandes de chargement et la dernière sur les descentes de charges reprises par les murs.

  •  Formule d'une charge de toiture

    Pour définir S, la sollicitation totale pondérée de toiture, il faut rechercher les éléments de la formule suivante (p17 CB71 - tableau 31 EC5) :

S = G + 1.2 x Pn

     où :

S = la sollicitation totale pondérée en daN / m²

G = la charge permanente en daN / m²

Pn = la charge de neige en daN / m²

  •  Les charges permanentes G

     Les charges permanentes s'exercent sur une structure du fait du poids des composants de la structure. Elles sont donc appliquées en permanence comme leur nom l'indique, mais il ne faut pas oublier qu'un toit est incliné, il faudra ramener la charge totale à l'horizontale sur 1 m² en utilisant le cosinus de l'angle de pente. Le dimensionnement se fait pour une humidité de 15%. Si l'humidité n'est pas de 15% il faudra en tenir compte en prenant les paramètres correctifs appropriés pages 47 et 49 du CB71.

  •  Les charges climatiques ou charges de neige Pn

     D'autres charges s'ajoutent aux charges permanentes, ce sont les charges climatiques. Pour définir ces charges climatiques, il faut localiser le chantier sur la carte des neiges ou le tableau des départements. Une fois définie la zone climatique il sera nécessaire de connaître l’altitude de l’ouvrage pour calculer la surcharge éventuelle de neige :

     Les charges sont réduites de 2 % par degré d'inclinaison supplémentaire sur toute autre partie de couverture dont l'inclinaison dépasse 25°, lorsque rien ne s'oppose au glissement de la neige sur le versant considéré.

  •  Méthode

  1. Recenser tous les poids des matériaux (tuiles, lauzes, volige, liteaux, contre-liteaux, pare-pluie, chevrons, pannes, pare vapeur, isolation, placo-plâtre, fixation) au m² du rampant, utilisés pour la toiture considérée

  2. Pour les pièces passantes, on utilise un poids moyen par m² en appliquant cette formule : 

     

    (section en m²/ entraxe considéré en m) x masse volumique en daN/m3= poids moyen au m² rampant, de l’élément considéré.

     

    Densité de quelques essences de bois au m3

    Essences

    bois verts (daN)

    bois secs à l’air (daN)

    densité à 15% d’h

    Sapin

    850

    440

    0.45 à 0.55

    Pin

    770

    530

    0.50 à 0.60

    Chêne

    1040

    750

    0.60 à 0.75

    Châtaignier

    1000

    610

    0.55 à 0.65

    Peuplier

    840

    415

    0.35 à 0.50

     

  3. Additionner les différents poids, on obtient alors la charge en daN/m².

  4. Le poids final rampant est divisé par le cosinus de l’angle de pied pour donner la charge permanente G au m² horizontal en daN/m².

  5. Calculer les charges climatiques horizontales Pn en daN/m².

  6. Rechercher les dimensions des bandes de chargements (BC), puis calculer leur surface.

  7. Sachant que S = G + 1.2 x Pn dans la plupart des cas, calculer le poids des bandes de chargement.

Remarques :

- S’il y a des versants avec des pentes différentes il y aura des largeurs de bandes de chargement différentes et des poids de bandes de chargement différents.

- Le poids correspond à la charge reprise par une panne (entre axe des fermes); en divisant cette charge en deux on obtient la valeur des réactions d’appui pour la panne,

- Les bandes de chargement des fermes sont différentes (axe des travées de pannes) et chargent les fermes aux nœuds canoniques.

- Ne pas oublier de quantifier le poids de la ferme et de le répartir de manière égale à chaque bande de chargement.