La ferme et la poutre en treillis sont les structures utilisées pour l'installation du système de toiture. Toutes les structures de type porteur appartiennent aux éléments de sous-chevron et de chevron. Les systèmes de chevrons couvrent la portée et servent de base au platelage du toit.
Les structures sous chevrons, couvrant des portées de 12 et 18 mètres entre les colonnes, sont des supports intermédiaires pour les structures en treillis avec un pas de 6 mètres.
Valeurs des éléments structuraux en treillis
Selon la nature de la perception et de la répartition des forces internes et externes, les structures de toit sont divisées en poutres en treillis et en fermes.
La poutre est une structure à un seul élément qui supporte la charge sur toute la longueur de la travée.
Dans ses sections, les moments de flexion provoquent des forces normales différentes, qui sont les plus importantes pour les fibres extrêmes.
treillis du toit est une structure de barres qui est chargée exclusivement aux points de jonction des barres. Les forces normales non ambiguës provoquées par la charge nodale dans les tiges permettent d'utiliser pleinement leur section.
Pour le béton armé préfabriqué, les fermes bezraskosnye récemment reconnues les plus rationnelles avec un contour circulaire de la ceinture supérieure. Avec des rapports de hauteur approximativement inverses au milieu de la portée, le poids propre de la ferme est 1,5 à 2 fois inférieur au poids de la poutre.
Chevrons en béton armé
Types de poutres par type de profil
Des poutres en treillis en béton armé sont utilisées pour couvrir des portées de 18, 12, 9 et 6 mètres. Lorsque des portées de 24 mètres se chevauchent, les poutres sont inférieures aux fermes en termes d'indicateurs techniques et économiques. Les poutres de 6 et 9 mètres de long sont principalement utilisées pour les extensions de toiture, et les poutres de 12 mètres de long - comme barres transversales longitudinales et transversales du revêtement.
Des poutres de 18 mètres de long sont utilisées comme traverses transversales, sur lesquelles sont posées des dalles 3x12 ou 3x6.
Selon le type de profil, on distingue les types de poutres suivants :
- Hangar avec ceinture cassée inférieure ou ceintures parallèles ;
- Pignon trapézoïdal, ayant une pente constante de la ceinture supérieure;
- Avec une ceinture supérieure curviligne et cassée.
Différents types de poutres sont utilisés dans la construction de divers types de revêtements :
- Habituellement, les poutres à un seul pas sont utilisées pour toiture avec une pente dans une direction, par exemple, les toits des extensions.
- Les poutres en treillis en béton armé avec des membrures parallèles sont faciles à fabriquer. Les cages de renfort en eux ont une hauteur constante. Ces poutres sont utilisées dans la construction de toits horizontaux.
- Les plus répandues sur les toits à pignon sont les poutres à pente constante de la ceinture supérieure, égale à 1:30 pour les toits à faible pente et 1:12 pour les toits en pente. Leur principal inconvénient est la nécessité de réaliser des cages de renfort ayant une hauteur variable.
- Lorsqu'il devient nécessaire d'ignorer les communications d'ingénierie au niveau de la couverture, des poutres à pignon d'une portée de 18 et 12 m sont utilisées.
- Les poutres avec les contours de la membrure supérieure en forme de courbe ou de ligne brisée se caractérisent par la répartition des matériaux la plus favorable le long de la portée par rapport aux poutres à pignon, qui ont une pente constante pour la membrure supérieure. Mais ces poutres n'étaient pas largement utilisées en raison de la technologie complexe de leur production.
Sélection de section de poutre
La sélection des sections transversales et des armatures pour les poutres en béton armé a ses propres caractéristiques :
- La forme la plus économique pour la section transversale des barres transversales est une poutre en I avec une paroi de 60 à 100 mm. L'épaisseur de paroi est choisie principalement en fonction des conditions de mise en place des cages d'armature, de compactage et de mise en place du béton en position verticale.
L'épaisseur de paroi des supports en forme de V augmente progressivement pour assurer la résistance et la résistance à la fissuration des sections inclinées, se transformant en une section trapézoïdale ou rectangulaire sur le support, ayant une largeur égale à la largeur des étagères. La section en T peut être prise pour des poutres d'une longueur de 6 et 9 mètres.
Conseil!
Dans le cas général, au milieu de la portée, la hauteur de la section des traverses est affectée de 1/10-1/15 de la portée. De plus, pour les poutres de pignon au milieu de la portée, la hauteur de la section est déterminée par la hauteur typique de la poutre (900 ou 800 mm) et la pente de la membrure supérieure.
- La largeur de l'étagère supérieure, pour des raisons de stabilité lors de l'installation, du transport et du support fiable des dalles de toiture, est comprise entre 1/50 et 1/60 l, ce qui est généralement de 200 à 400 mm.
La largeur de la semelle inférieure est déterminée en fonction de la résistance à la compression du béton de la semelle, de la mise en place de l'armature de précontrainte (en tenant compte du diamètre des pinces des dispositifs de tension) et de la longueur requise de la plate-forme de support sur le colonne de poutre.
Habituellement, la largeur de l'étagère inférieure est de 200 à 280 mm. La transition vers le mur vertical depuis les étagères s'effectue à l'aide de jarrets avec un angle d'inclinaison d'environ 45 °. - Les poutres en treillis en béton armé à pignon en treillis ont une section de 200 à 280 mm. Ces faisceaux sont plus faciles à fabriquer et très pratiques lors du passage de divers types de communications.
- Pour la production de poutres de pignon, du béton des classes B25-B40 est utilisé. Comme armature longitudinale précontrainte, une armature de tige des classes A-V et A-IV, un fil à haute résistance de classe Bp-II, des câbles de classe K-7 sont utilisés.
À l'aide de ferrures de classe A-III, des tiges structurelles longitudinales de l'étagère supérieure, des pinces d'étagère et des cadres muraux sont fabriquées.
Dans les parties de support des barres transversales, dans lesquelles il existe des forces importantes dues à la compression préliminaire et aux réactions des supports, il est nécessaire d'installer un renforcement supplémentaire sous la forme de tiges et de treillis disposés verticalement.
- Au stade de la compression dans les poutres de pignon ayant une section en I, des fissures initiales peuvent apparaître dans la semelle supérieure. A cet égard, il est également conseillé de renforcer ces poutres en treillis en béton armé dans la partie supérieure de la traverse avec une armature de précontrainte structurelle.
La mise en place d'un tel renfort permet de réduire l'excentricité de l'effort de compression et, par conséquent, de réduire les contraintes de traction dans la semelle supérieure. - Le schéma de calcul des barres transversales pour toiture est considéré comme une poutre librement supportée sur deux supports. En tenant compte des détails d'appui sur les poteaux de poutre, la portée calculée est prise. La charge sur les poutres de la neige et le poids propre du revêtement sont transférés aux supports sous la forme de forces concentrées à travers les nervures des panneaux.
Dans le cas de cinq forces concentrées ou plus, la charge réelle est remplacée par une charge équivalente uniformément répartie. Les charges des charges suspendues, du transport suspendu et d'une lanterne sont considérées comme concentrées. - Le calcul de la résistance aux fissures et aux flèches, la sélection des armatures transversales et longitudinales s'effectuent comme pour un simple élément de flexion d'une section rectangulaire, en I ou en T pour toutes les étapes de la structure.
Dans le même temps, il faut tenir compte du fait que la section normale dangereuse des poutres de pignon n'est pas située au milieu de la portée, mais à 0,35-0,4 L du support. - Lorsqu'il est exposé à une charge uniformément répartie, avec la pente du plateau supérieur égale à 1:12, l'emplacement de la section normale dangereuse est à une distance de 0,37L du support.
- Dans les poutres à contours paraboliques curvilignes et parallèles de la membrure supérieure, la section de conception normale est située à une charge uniformément répartie au milieu de la portée.
Poutres d'un bar
Les chevrons en lamellé-collé, ou poutres collées, sont un matériau de construction moderne technologiquement avancé créé à l'aide de technologies de pointe. Les chevrons collés sont largement utilisés aux États-Unis et en Europe en raison de leurs hautes performances.
Par exemple, aux États-Unis, environ la moitié des planchers interfloor sont installés à l'aide de poutres collées structurelles. Ce chiffre dans les pays de l'UE est d'environ un tiers. Le bois de charpente est également utilisé dans les structures porteuses.
La poutre la plus résistante à la flexion est une poutre avec un rapport d'aspect de 7:5.
Une bûche ronde est capable de supporter une charge plus importante qu'une poutre qui en est taillée, mais elle a moins de résistance à la flexion. Souvent, les poutres se plient sous la pression du poids des personnes, des meubles, des sols et du remblai. Fondamentalement, la déviation ne dépend pas de la largeur, mais de la hauteur du faisceau.
L'assemblage de deux poutres identiques avec goujons et boulons permet à cette conception de supporter une charge 2 fois supérieure à ces deux poutres, qui seront simplement posées côte à côte. Mais il y a une limite à réduire la largeur. Si les chevrons collés sont trop fins, ils peuvent se plier sur le côté.
Conseil!
Les poutres pour les planchers de grenier et entre les planchers doivent avoir une épaisseur d'au moins 1/24 de sa longueur.
Poutres de chevron
Les poutres sous chevrons, qui sont utilisées dans les revêtements avec des structures de poutres de chevrons, et les fermes sous chevrons, utilisées dans les revêtements avec des fermes en treillis, ont les caractéristiques suivantes :
- Ils sont réalisés avec des armatures de poutre uniquement précontraintes.
- La poutre de chevron et la ferme sont fixées aux colonnes du cadre avec des boulons ou par soudage de pièces en acier encastrées.
- Les poutres des structures de sous-chevrons sont livrées avec des ceintures non parallèles et parallèles.
- La poutre de chevron est calculée selon le schéma d'une poutre à une travée chargée avec une charge répartie de son propre poids et au milieu de la travée avec une force concentrée (réaction d'appui poutre de chevron).
- Les fermes ou poutres des structures sous chevrons ont des tables en acier ou des consoles en béton armé pour supporter les structures de support des revêtements.
- Les fermes et les poutres en treillis sont fixées au cadre, de même que les principales structures de toit, dont le support sur les structures en treillis est le même que leur support sur les colonnes du cadre.
- Les ceintures supérieures des poutres des structures sous-chevrons sont déliées avec un disque solide de platelage profilé.
La fiabilité de l'ensemble de la structure du toit dépend du choix correct des chevrons et des poutres de chevrons. Par conséquent, le calcul de leur section transversale doit être abordé avec toute la responsabilité.
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