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.
- 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.
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 : 100 cm,
- Portée des empannons : 116 cm,
- Arêtier : 50x100 mm,
- Entraxe des arêtiers : 150 cm,
- Portée des arêtiers : 173,2 cm,
- Traverse : 50x100 mm,
- Entraxe des traverses : 173,2 cm,
- Portée : 100 cm,
- 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.
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 ».
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.
Dans les trois types de fixation, la section sera toujours insuffisante. Il faudra donc redimensionner l’arêtier en adoptant une section de 50x150 cm.
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
Pour le calcul de cet élément, il n’y a pas encore d’outil défini. Cependant, on prendra comme hypothèse que la traverse est équivalente à une panne sablière, ce qui fait que le calcul de la section d’une traverse sera alors semblable à celle d’une panne. Nous utiliserons alors cet outil. [...]
- Ainsi vous découvrirez :
- Méthode de calcul des éléments de toiture
- Calcul des charges
- Vérification des empannons
- Vérification de la section des arêtiers
- Vérification de la section des traverses
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