La toiture carrée à croupes

bruno

A la différence de la toiture rectangle à croupes, la toiture carrée à croupes comporte moins d’éléments. Les arêtiers (en rouge) se rejoignent au sommet afin de donner quatre pans de toiture. Ainsi, la jonction au sommet se fait à l’aide d’une clé de toiture (en vert). Les empannons (en bleu) sont fixés sur les arêtiers afin d’alléger les charges transmises sur ces derniers. Les empannons courent des arêtiers à la traverse.

Eléments constitutifs
  • 1 : Traverse
  • 2 : Arêtiers
  • 3 : Empanons
  • 4 : Clé de toiture


Répartition des charges

Normalement, chaque arêtier supporte deux demi-charges provenant des deux pans de la toiture. De ce fait, la charge soutenue est comparable à la charge d’un pan de toiture mais étant donné que les empannons reposent sur les arêtiers, la répartition des charges se verra être modifiée.

Répartition des charges en temps normal pour les arêtiers
Répartition des charges revues pour les arêtiers


Les empanons ne seront plus pris en compte mais seuls subsistent les arêtiers.


Méthode de calcul des éléments de toiture

Pour calculer les éléments d’une toiture, on a des outils basés sur l’EUROCODE 5 dans cette rubrique. Pour vous permettre de mieux comprendre les éléments présents dans une toiture et comment utiliser ces outils de calculs, vous pouvez vous référer à l’article concernant les éléments communs à tous les types de toiture. Néanmoins, la toiture à croupes diffère un peu de cette démarche car la forme du toit qui est pyramidale modifie la charge supportée. Il faudra ainsi prendre en compte la répartition des charges sur les arêtiers.

Calcul des charges

Les charges sur la toiture sont calculées grâce à cet outil.

Exemple pour un calcul de toiture carrée à croupes

Nous prendrons une gloriette à base carrée de 3x3 m, avec une couverture en tuiles plates. Après un pré-dimensionnement, nous avons les données suivantes qui vont nous servir à compléter les champs de l’outil :

  • Empannon : 50x75 mm,
  • Entraxe des empannons : 1,00 cm,
  • Portée des empannons : 1,16 m,
  • Arêtier : 50x100 mm,
  • Entraxe des arêtiers : 1,50 m,
  • Portée des arêtiers : 1,732 m,
  • Traverse : 50x100 mm,
  • Entraxe des traverses : 1,732 m,
  • Portée : 1 m,
  • Inclinaison de la toiture : 30°,
  • Localisation du site : Annecy, département de Haute-Savoie,
  • Altitude : 926 m,
  • Couverture : tuiles plates grand moule.

Comme la construction est une gloriette en extérieur, il n’y aura ni plafond ni isolant. Ces éléments ne seront donc pas à prendre en compte.

Résultat du calcul des charges


Vérification des empannons

Il faut savoir qu’un empannon est le terme désigné pour un chevron sur une toiture à croupe à cause du fait que les chevrons ont des longueurs variables dans ce type de toiture. Ainsi, la vérification des empannons se fera à l’aide de l’outil de calcul de vérification des chevrons.

Le calcul des empanons se fait normalement mais il faudra considérer l’empannon le plus chargé, à savoir celui disposant de la plus grande portée.

Exemple de vérification des empannons

Nous garderons donc l’exemple ci-dessus. Il n’est plus nécessaire d’insérer la charge sur les empannons, la pente de la toiture et l’altitude. Par contre, les caractéristiques des empannons sont à définir, à savoir :

  • La classe de résistance,
  • La section de base,
  • La portée de l’empannon.

La détermination des éléments de la mise en œuvre est la dernière étape pour la vérification des empannons. La méthode de fixation dépendra des résultats obtenus. Ainsi, il faudra vérifier les trois méthodes de fixation proposées pour avoir un résultat concluant. Pour la classe de service, on prendra toujours la classe de service 2 : « en extérieur, sous abris ».

Résultat pour une méthode de fixation d’empanon par le haut
Résultat pour une méthode de fixation d’empanon en par le bas


Résultat pour une méthode de fixation d’empanon en haut ET en bas


Comme nous pouvons le constater grâce aux résultats ci-dessus, quel que soit le type de fixation que nous allons utiliser, la section de notre empannon sera toujours suffisante.

Vérification de la section des arêtiers

Pour le calcul des arêtiers, on utilisera aussi l’outil de vérification des chevrons.

C’est là que le calcul se complique un peu. Ainsi, on obtient une entraxe de 1,50 m et une porté de 1,732 m.


Résultat pour une méthode de fixation d’arêtier par le haut

Résultat pour une méthode de fixation d’arêtier par le bas
Résultat pour une méthode de fixation d’arêtier en haut et en bas



Dans les trois types de fixation, la section sera toujours insuffisante. Il faudra donc le dimensionnement de l’arêtier. On va donc redimensionner l’arêtier qui aura une section de 50x150 cm.

Résultat pour une méthode de fixation d’arêtier par le haut
Résultat pour une méthode de fixation d’arêtier par le bas


Résultat pour une méthode de fixation d’arêtier en haut et en bas


Après un redimensionnement de l’arêtier, on a obtenu un résultat positif dans les trois types de fixation possibles.

Vérification de la section des traverses

Dans l’hypothèse où la traverse est équivalente à une panne sablière, le calcul de la section d’une traverse sera semblable à celle d’un panne. On prendra ainsi la feuille de calcul Excel utilisée par la vérification de la section de la panne que vous pouvez télécharger dans cet article.

Section de traverse suffisante