Calcul de panne toiture zinc

[Patrice51]

Bonjour à tous,

Dans le cadre d'une construction de toiture j'ai besoin de vos avis.
On me propose la toiture suivante : toit monopente en zinc 14°, 3 pannes en lamellé collé de 9m + 2 au niveau des murs périphériques. (voir image ci-dessous)
vue_dessus.jpg
Vue_face.jpg

Sauf que l'arisant me dit que la reprise de charge au centre des pannes n'est pas nécessaire.

De mon coté je fais le calcul suivant :

hypothèses :
Poids zinc + volige : 30kg/m²
Poids isolant : 17.4kg/m² (29cm de laine de bois)
Poids placo : 12kg/m²
Masse volumique pannes et chevrons : 420kg/m3
Charge vent : 65kg/m²
Charge neige : 45kg/m²


Les pannes sont tous les 2.03m (8.12m/4) donc on a pour chaque m linéaire de panne :
Toiture : (30+17.4+12)*2.03/cos(14) + 0.09*0.27*420 + 0.06*0.08*2.03*420/0.45/cos(14) = 143.9kg/m
Charge : (65+45)*2.03 = 223.3kg/m
Flexion entre deux appuis espacées de 4.205m donc avec un appui (E=11000MPa) : 9.2mm --> L/457 < L/300 --> OK
Flexion entre deux appuis espacées de 8.41m donc sans appui (E=11000MPa) : 147.3mm --> L/57 >> L/300 --> NOK

Les chevrons sont tous les 0.45m donc on a pour chaque m linéaire de chevron :
Toiture : 30*0.45/cos(14) + 0.06*0.08*420 = 15.9kg/m
Charge : (65+45)*0,45 = 49.5kg/m
Flexion entre deux appuis espacées de 2.03m (E=11000MPa) : 5.1mm --> L/395 < L/300 --> OK

Donc à mon sens il est indispensable de mettre un appui au centre des pannes.
J'ai deux questions :
- la première, est ce que mon calcul est correct?
- la deuxième, que mettre comme support? des poteaux au droit de chacune des 3 pannes, une ferme,...

Merci beaucoup,


Patrice
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[ilovir]

onjour

Selon l’eurocode, le vent et la neige ne s’additionnent pas comme ça. On prendrait, pour la condition de flèche : vent + 0.5 neige. Et la neige est prise avec un coefficient mu de 0.8.
Ce qui donnerait comme charge : 65 + 0.8 x 45 x 0.5 = 83 daN/m² (NB : je pars sur vos chiffres, je n’ai pas regardé dans l’EC1)

Avec des pannes de 9 x 27 en GL24, portée 8.41 m, entraxe 2.03 m, je trouve une flèche net finale de 16 cm (avec le fluage). Et des contraintes à plus de 150 %.
Et en portée 4.20 m sur appuis simples, j’arrive à 1 cm.

Je retrouve donc svos ordres de grandeur.

On peut faire un supportage intermédiaire, si on ne veut pas arriver à des sections de pannes énormes genre 14 x 44. (A moins que ça vous convienne ?)

Cet appui intermédiaire pourrait être une ferme, de portée 8.12 m. Bois ou acier.

Où-bien un faux arbalétrier avec un poteau au milieu ; dans ce cas on peut essayer d’exploiter le fonctionnement en flexion en deux travées 4.06 m en continuité sur appui central, ce qui nécessite de mettre dans ce cas une pièce de 8.12 m d’un seul morceau (+ les appuis). C’est plus fin en dimensionnement et réalisation ensuite, que le cas des deux morceaux de 4.06 m en appuis simples, mais on peut gagner en section.

J’ajoute une remarque :

La pente est faible, la composante cosinus (0.97) est proche de celle de la verticale ; par contre il apparait une composante sinus (0.24) non négligeable dans le sens faible de flexion des pannes. Pour ne pas qu’elles soient soumises à la flexion déviée, un contreventement, par exemple par barres en K, serait nécessaire dans le plan du versant.

[Patrice51]

Bonjour ilovir,

Merci pour votre réponse.
Cela me conforte donc dans le fait que sans appui au centre cela ne marche pas.
Et donc effectivement vous faites bien de préciser que c’est en appui simple, car du coup en flexion sur 3 appuis on divise par 2,4 et on arrive à des flexions bien inférieurs au admissibles. Ça me rassure sur le fait qu’on puisse utiliser ces pannes sans risque.

Si j’ai bien compris, une solution consiste à mettre une poutre sous les 3 pannes (les deux autres étant fixés au murs) d’une section peut-être un peu plus grande que celle des pannes avec un poteau au centre (15x15 devrait faire l’affaire). Dans cette solution les pannes sont à devers et doivent être contreventés.
solution1.png


Est-ce qu’une deuxième solution peut être de mettre les pannes d’aplomb avec simplement un poteau en dessous de chaque panne? Est-ce que cette solution évite le contreventement ?
solution2.png


J’ai une question subsidiaire sur l’entraxe des pannes. La distance entre pannes est de 2,03m donc plus de 1.8m, est ce que c’est gênant sur une toiture zinc ? Car sur internet je vois souvent que la distance max entre 2 pannes doit être < 1,8m.

Merci,

Patrice

[ilovir]

En fait, les pannes sont toujours soumises à la flexion déviée. Si elles sont d’aplomb, ce sera sous l’ffet du vent. Et aussi en fonction des liaisons des chevrons en haut et en bas.

Avec les voliges, et avec la panne faitière qui va travailler horizontalement, il y a dans votre cas un certain contreventement naturel. Certains s’en contenteraient (surtout avec les pannes d’aplomb). Si on veut assurer, un contreventement complémentaire léger peut se faire, plaqué sous les voliges.

Les pannes appuyées directement sur les poteaux, ça marche, mais je mettrais quand-même un entretoisement entre les pannes, pour qu’elles ne vrillent pas sur leur appui. Et c’est plus sain pour l’ensemble.

Au fait, qu’y a-t’il en amont de ce toit ? Un mur d’une autre construction ? avec possibilité d’accumulation de neige ? Je n’ai pas considéré cette accumulation.

Le 1.80 m d’entraxe des pannes, ça doit être pour le cas des voliges direct sur pannes. Vous avez des chevrons tous les 0.45 m, c’est donc sans objet. Ce qui compte c’est que le zinc soit bien supporté

[A voir en vidéo sur Futura]

[Patrice51]

En amont du toit il n'y a rien, donc pas de risque d'accumulation de neige.
J'ai trouvé cette préconisation sur le site du fabriquant des pannes qui colle avec votre préconisation (deux rangés d'entretoise + contreventement) et qui ressemble pas mal à ma configuration (sauf la panne faitière que chez moi est fixée sur le chainage du mur).


Avec en plus 1 poteau 15*15 au milieu de chaque panne ça me semble pas mal, qu'en dites vous?

Par contre pour les sections je n'en ai aucune idée. Pour les entretoises est ce que du 75*225 (section des pannes sablière et faitière) ferait l'affaire pour des pannes ventrières en 90*270, et pour les bracons est ce qu'un 60*80 (section des chevrons) ferait l'affaire ?



Merci,

Patrice

[ilovir]

J'ai repris de plus près le calcul en considérant la panne 9 x 27 déversée, sur appuis simples portée 4.20 m.

J'ai obtenu les résultats combinés :

Taux de travail en flexion déviée < 60 % < 100 %

Flèches (net finale) : 1.1 perpendiculaire et 1.6 cm dans le sens du versant.
Soit en vertical 1.4 cm, = L/300.

Ce serait donc justifié sans contreventement, pour cette travée 4.20 m.

De plus, avec la présence des chevrons et voliges (bien clouées sur les chevrons), le 1.4 cm a peu de chances d'être atteint.

Pour l'entretoise sur la ligne d'appuis sur poteaux, la section madrier me semble largement satisfaisante.

Le dessin que vous montrez est fait pour des pannes en I (ce qui n'est pas votre cas), qui n'ont aucune tenue en flexion dans leur sens faible, et sont instables au déversement. Dans leur cas, la tenue latérale est très importante.

En pannes massives, le contreventement est nécessaire en cas de plus forte pente, de grandes portées, de sections étroites, sans voliges, et donc en versant unique