De bons matériaux respectant la norme liée aux charpentes ne suffisent pas à créer une charpente solide. En effet, des travaux de charpente imposent de savants calculs de charpente, qui doivent être réalisés avant le démarrage des travaux, que ce soit pour une construction, une rénovation ou encore une modification de charpente.
Calculs pour une charpente traditionnelle
Calcul de la pente d’une charpente
La pente minimale dépend :
- du matériau de couverture ;
- de l’intensité des pluies ;
- de la direction des vents.
Vous trouverez dans le tableau ci dessous une explication des pentes possibles :
| Type de situation | Choix de pente |
|---|---|
| Versants faisant face aux vents accompagnés de pluies | Pente minimale de30° |
| Autres versants | Pente minimale de25° |
| Régions à grosses averses accompagnées de vents violents | Pente minimale de35° sur les versants faisant face aux bourrasques |
Des logiciels peuvent vous aider à mettre en place et calculer les charpentes. Il en existe différentes sortes :
- Logiciel de calcul de structures pour les Eurocodes : analyse et le dimensionnement des structures en acier, béton, bois, aluminium ou verre selon les normes en vigueur.
- Logiciel de calcul pour la structure des charpentes.
- Logiciel pour les constructions en bois, etc.
Calcul des charges permanentes
Le calcul des fermettes est assez complexe puisque l’on est obligé de faire le calcul des contraintes et des déformations possibles.
- poids de la couverture ;
- poids du plafond, etc.
Les valeurs usuelles pour une construction moyenne sont :
- Pannes, chevrons et lattes en bois : 150 N/m2 (newton par mètre carré).
- Tuiles TMV sèches (ép. 8 mm ; pente : 30°) : 250 N/m2.
- Tuiles TMV humides (ép. 8 mm ; pente : 30°) : 300 N/m2.
- Demi-plaques TMV sèches (ép. 8 mm ; pente : 30°) : 250 N/m2.
Ces valeurs sont exprimées en m2 selon la pente du versant. Si on veut exprimer la charge en m2 selon l’horizontale, ces valeurs sont à majorer d’un coefficient qui variera en fonction de l’inclinaison.
Calcul des charges temporaires
- Poids de la neige : on estime que 1 centimètre de neige exerce une pression de 30 N/m2.
- Force du vent : on peut obtenir des informations sur les vents auprès des stations météorologiques ou des constructeurs. Les charges dues au vent agissent perpendiculairement aux murs et aux versants. Sur le versant au vent, on peut prendre par exemple un calcul de pression de 300 N/m2.
- Poids d’un homme pour une éventuelle réparation : pour la sécurité des personnes qui travailleront éventuellement sur la toiture, une latte doit pouvoir supporter son poids : on comptera environ 800 N (soit environ 80 kg).
- Calcul des charges d’exploitation : bâtiment privé, bâtiment public, etc.
Calcul des assemblages d’une charpente traditionnelle
En ce qui concerne les assemblages, c’est au fabricant d’effectuer les calculs nécessaires. En effet :
- Une fois que vous lui aurez présenté votre projet (type de charpente, matériaux, inclinaison de la pente, charges permanentes et temporaires, etc.), le fabricant doit être capable de vous fournir les indications sur les charges que les assemblages peuvent supporter et le nombre de clous et de boulons nécessaires.
- Sur les plans fournis, le fabricant doit indiquer clairement tous les détails concernant les assemblages calculés très précisément selon les règles fixées par la norme P 21-701 (notamment pour la charpente en kit).
Calcul des contreventements
Les contreventements sont calculés selon les entraxes. Vous trouverez dans le tableau ci dessous un résumé des calculs possibles :
| Entraxe de moins de 0,70 m | Entraxe de 0,70 à 0,92 m | Entraxe de 0,92 à 1,10 m | |
|---|---|---|---|
| Antiflambement | 25 mm × 100 mm | 36 mm × 96 mm | 36 mm × 122 mm |
| Contreventements | 25 mm × 72 mm | 25 mm × 72 mm | 36 mm × 96 mm |
| Lisses filantes | 25 mm × 60 mm | 25 mm × 72 mm | 36 mm × 72 mm |
Calcul de résistance du bois
Vous trouverez dans le tableau ci dessous un résumé des charges de ruptures spécifiques à la résistance du bois en fonction de différents critères (classification du bois, portées, etc.) :
| Portées de 2 mètres | Portées de 3 mètres | Classification |
|---|---|---|
| Plus de 2 560 N | Plus de 1 700 N | Catégorie A |
| Entre 2 070 et 2 560 N | Entre 1 380 et 1 700 N | Catégorie B |
| Entre 1 275 et 2 070 N | Entre 850 et 1 380 N | Catégorie C |
Calcul d’écartement des lattes
L’écart entre les lattes dépendra de la dimension des tuiles.