Le principal avantage des charpentes en acier, par rapport aux pavés, est la résistance et la durabilité. Le métal, bien sûr, est capable de supporter des charges beaucoup plus importantes que le bois. Le principal inconvénient de ces fermes est, tout d'abord, leur coût élevé et certaines difficultés d'installation.
Dans la construction de logements privés, les structures de ce type sont extrêmement rarement utilisées. Fondamentalement, ils sont montés lors de la construction de divers types de bâtiments industriels, d'entrepôts et de services publics d'une grande surface. Dans les ménages privés, ces fermes ne sont généralement soudées à partir d'un coin que lors de l'assemblage de petites structures architecturales métalliques, par exemple des gazebos ou des hangars.
Qu'est-ce que c'est
Les principaux éléments structurels d'une ferme métallique sont:
- ceinture supérieure;
- courroie inférieure;
- grille située entre eux.
Les éléments de ces systèmes de fermes peuvent être fixés par soudage, boulons ou rivets. Il y a des nœuds de fermes à partir de coins et de tuyaux avec desattenantes et sur goussets.
Les membrures supérieures et inférieures de telles structures de support métalliques peuvent être assemblées, par exemple, à partir d'un tube profilé. Lors du montage de la charpente du toit de grands bâtiments industriels, dans certains cas, des canaux plus solides sont également utilisés à cette fin.
Les coins pour la construction de structures de support de toits sont également utilisés assez souvent. Parfois, les fermes sont assemblées à partir de produits métalliques uniques de ce type. Mais dans la plupart des cas, les ceintures sont montées à partir des coins reliés par la marque. Cela permet d'assembler des structures beaucoup plus solides.
Pour souder la ceinture supérieure de tels systèmes, il est supposé utiliser des coins avec différentes largeurs d'étagères. Pour la chape inférieure de la ferme, à partir des coins appariés, le matériau est pris de manière équilatérale dans le plan avant. Cette technologie vous permet d'assembler les structures les plus durables et les plus durables. Dans la ceinture supérieure, dans ce cas, les coins sont reliés le long du petit côté.
Les nœuds de ferme des coins appariés sont conçus sur des goussets. Des tiges de treillis sont attachées à ce dernier avec des coutures de flanc. Les goussets eux-mêmes mènent aux coins. Dans ce cas, le nœud est le plus fiable.
Les éléments du treillis en treillis à partir du coin sont:
- crémaillères perpendiculaires à l'axe;
- entretoises angulaires;
- sprengels ou entretoises auxiliaires.
Cette partie de la construction du système de fermes métalliques est assemblée à la fois lors de la construction de grands bâtiments et de petites formes architecturales, dans la plupart des cas à partir decoin solitaire. Parfois, un tuyau profilé d'une petite section est également utilisé à cette fin.
Les éléments supplémentaires des fermes d'angle sont généralement des profilés en Z porteurs, sur lesquels le matériau de toiture proprement dit est ensuite fixé. Parfois, ces éléments ne sont pas montés lors de l'assemblage de la structure de support du toit.
Lors de l'érection de petites formes architecturales, entre autres, de simples fermes sans ceintures peuvent être utilisées, qui sont des structures qui forment un plan. Lors de la fabrication de tels systèmes, un cadre triangulaire est d'abord soudé. De plus, il est renforcé avec des raidisseurs et des entretoises.
Les types de fermes les plus courants par conception
Le plus souvent, les systèmes de fermes métalliques sont utilisés comme charpente du toit des bâtiments et des petites formes architecturales:
- triangulaire;
- arqué.
Lors de la construction de bâtiments, gazebos et remises, dans la plupart des cas, le premier type de fermes est monté à partir d'un coin et d'un tuyau. De telles structures peuvent être soudées pour les toits à une ou deux pentes.
Les fermes cintrées sont plus difficiles à installer et plus chères. Pour les assembler dans une maison privée, vous devrez entre autres acheter du matériel tel qu'une cintreuse. Le principal avantage de ces fermes, par rapport aux fermes triangulaires, est l'attrait esthétique. Dans les ménages privés, de telles structures sont le plus souvent montées lors de l'assemblage d'auvents et d'auvents d'architecture et de design attrayants, forgés et sculptés avec un revêtement en polycarbonate, des tuiles flexibles,bardeaux.
Quels autres types peuvent être montés
Lors de l'érection de petites formes architecturales et de petits bâtiments, les fermes arquées ou triangulaires sont généralement assemblées à partir d'un seul coin. Lors de la construction de bâtiments d'une grande surface, des structures de ce type peuvent également être montées:
- avec une courroie parallèle (rectangulaire) - l'option la plus économique, montée à partir d'éléments identiques;
- polygonal - analogue d'un toit à pignon cassé;
- trapézoïdal;
- segmentaire - de forme similaire à celles arquées, mais ayant une structure plus complexe.
Les fermes simples des coins ont toujours une forme triangulaire.
Types de grilles
La partie des structures en treillis située entre les membrures supérieure et inférieure, à son tour, peut être:
- triangulaire - les entretoises sont interconnectées sans crémaillères;
- triangulaire avec des montants supplémentaires - des éléments verticaux sont montés près de chaque entretoise;
- cross - dans le plan avant ressemble à une rangée de rectangles avec des entretoises diagonales;
- avec accolades ascendantes ou descendantes;
- strengel forme complexe;
- croix, dans le plan avant, qui est une série de losanges, assemblés sans l'utilisation de crémaillères;
- rhombique, en forme de croix mais monté sur goujon;
- demi-diagonale (chevron couché sur le côté).
Comment créer un projet
Avant de commencer l'auto-assemblage d'une ferme à partir de coins jumeaux, simples ou de tuyaux, vous devez décider:
- avec configuration de toit;
- angle de pente.
Le nombre de pentes de fermes métalliques peut varier. Avec l'utilisation de telles structures, il est permis de construire, y compris des toits complexes à plusieurs pignons. Cependant, dans les ménages privés, le plus souvent, lors de la construction de petites formes architecturales, des fermes à une ou deux pentes sont toujours montées. De telles conceptions sont faciles à assembler et en même temps fiables.
L'angle d'inclinaison des pentes du toit avec une ferme métallique est déterminé en fonction de la charge de vent et de neige et de certains autres facteurs. Il est difficile de calculer indépendamment ce paramètre pour les systèmes de fermes en acier selon toutes les règles, contrairement à celles en bois, sans connaissances particulières. Par conséquent, dans la plupart des cas, les propriétaires de zones suburbaines trouvent simplement une formule agricole typique d'une conception ou d'une autre. Ensuite, les indicateurs nécessaires y sont substitués.
Exemples de formules
Pour calculer une ferme à partir de coins doubles ou simples, vous devez d'abord déterminer la hauteur et la longueur de la structure. Dans ce cas, ce dernier indicateur correspondra à la distance que parcourra la structure en exploitation (la largeur du bâtiment plus les porte-à-faux).
La hauteur optimale de la ferme peut être déterminée par les formules suivantes:
- pour polygonale, parallèle et trapézoïdale - H=1/8L;
- pour triangulaire - 1/4L ou 1/5L.
Ici H est la hauteur du treillis, L sa longueur. Les entretoises dans le treillis des charpentes métalliques des toits peuvent être installées à un angle de 35° à 50°. Dans ce cas, une valeur de 45° est considérée comme optimale. Lors de l'utilisation d'entretoises montées de cette manière, la structure de support est la plus durable.
Calcul de la ferme à partir des coins de l'arc
Dans de telles conceptions, la longueur requise des produits métalliques pour la bande inférieure est déterminée à l'aide de la formule suivante:
mh=pi×R×a×180, où mh est la longueur du coin, pi=3.14, R est le rayon du cercle, a est l'angle entre les rayons du cercle tracé à l'extrême points de la ceinture inférieure.
Si la portée d'une petite forme architecturale est inférieure à 6 mètres, au lieu d'une ferme complexe, il est permis d'utiliser une seule poutre simple ou double, pliée sous le rayon sélectionné. Dans ce cas, pas un coin, mais un tube profilé est généralement utilisé pour assembler la structure de support du toit.
À la fin des calculs, lors de l'élaboration d'un projet de toiture, il est supposé faire un dessin indiquant les dimensions de tous les éléments, leurs angles d'inclinaison, etc. Selon ce schéma, la ferme est ensuite assemblée à partir de coins appariés ou de structures plus simples.
Règles d'installation
Lors de l'assemblage de fermes de toit en métal de vos propres mains, il est recommandé de suivre les règles suivantes:
- Les colonnes verticales de support des grandes structures métalliques (auvents, bâtiments) sont mieux faites non pas à partir d'un seul coin, maisd'un tube profilé. Un tel métal laminé est plus durable. À partir du même matériau, il est souhaitable de fabriquer les crémaillères des fermes elles-mêmes. À partir des coins de ces conceptions, vous pouvez créer un cadre et des accolades.
- Il est nécessaire de fixer les éléments de la structure en treillis ensemble à l'aide de punaises et de coins jumelés.
- Dans la membrure supérieure, les parties doivent être jointes à l'aide de poutres en I.
- Les coins équilatéraux sont utilisés en mats dans la membrure inférieure.
- Pour joindre les parties principales de la ferme, qui sont longues, des plaques d'acier épaisses doivent être utilisées.
Afin d'exclure la possibilité de déviation des ceintures, le toit sur la ferme métallique est monté de manière à ce que son poids retombe sur les nœuds de la ferme depuis les coins.
Ordre de montage
La première étape de l'auto-assemblage des systèmes de fermes métalliques consiste bien sûr à couper le coin et les autres produits métalliques, conformément au dessin. Suivant:
- assembler la structure en treillis au sol;
- vérifiez soigneusement sa géométrie à l'aide d'une équerre et d'un niveau;
- souder le cadre assemblé en utilisant des plaques de recouvrement et des coins si nécessaire.
L'ordre dans lequel une ferme est assemblée au sol est généralement le suivant:
- poser des tuyaux longitudinaux ou des coins (avec une paire de fermes, le Taurus est soudé en premier);
- crémaillères soudées;
- souder les entretoises et les linteaux.
Au stade final de l'assemblage de la ferme, la qualité des soudures réalisées est également vérifiée. La conception, bien sûr, doit être aussi fiable que possible.
Une fois que la première ferme est prête, commencez à assembler la suivante. Ainsi, tous les éléments de support du système de fermes de la structure sont soudés.
Assemblage du cadre
Les fermes ainsi préparées à l'étape suivante sont soulevées sur des supports ou une boîte de construction. La garniture supérieure de la structure et les poutres de support sont pré-montées à partir d'un coin ou d'un tuyau. Les fermes sont soudées, puis elles sont reliées les unes aux autres avec un élément de faîtage et des cavaliers intermédiaires. Ces derniers sont généralement montés à une distance d'au moins 1,5 m l'un de l'autre.
Au stade final, toutes les structures en treillis d'un angle métallique ou d'un tuyau sont meulées, apprêtées et peintes. Après cela, passez au revêtement de toit proprement dit.
Exigences en fonction de l'angle d'inclinaison
Toutes les fermes métalliques utilisées pour la construction de toitures sont classiquement divisées en trois catégories:
- avec angle d'inclinaison de 6 à 15°;
- 15 à 22°;
- 22 à 33°.
On pense que les toits du premier type doivent être montés à l'aide de fermes trapézoïdales d'une hauteur de 1/7 à 1/9 de la longueur de la portée. Si le plafond n'est pas censé être ourlé dans la structure à l'avenir, les entretoises d'une telle structure sont installées sous la forme d'un treillis triangulaire.
Pour le montage de toitures avec un angle d'inclinaison de 15 àLes fermes à 22° sont généralement utilisées avec une hauteur de 1/7 de la longueur de la portée. Cela vous permet de monter la conception la plus fiable. Si une hauteur plus grande est nécessaire (de 0,16 à 0,23 partie de la longueur de la travée), la membrure inférieure est brisée. Grâce à cette méthode, le poids de la carcasse peut être réduit de 30 %.
Il est permis d'installer des fermes à partir d'angles en acier avec une membrure inférieure cassée uniquement sur des structures dont la portée ne dépasse pas 20 m. Sinon, il est supposé monter des structures Polonso.
Pour les fermes avec un angle d'inclinaison de 22 à 30°, une hauteur de 1/5 de la longueur de la portée est généralement choisie. Dans ce cas, la conception se révélera parfaitement légère et, par la suite, la pluie s'écoulera rapidement et la neige en tombera. Les fermes triangulaires des coins sont généralement montées sur de tels bâtiments.
Couvrez les toits avec de tels angles de pente dans la plupart des cas avec de l'ardoise ou des tôles. Pour les grandes portées à partir de 14 m, les fermes à contreventements descendants sont le plus souvent utilisées. De telles structures sont bien tolérées par des charges de neige et de vent importantes.
Fermes jumelles
De tels systèmes sont souvent montés sur des racks et des boîtes lorsque la portée dépasse 10-12 m. Dans ce cas, une ferme entière pèsera beaucoup. Et cela, à son tour, entraînera des difficultés de transport et d'installation sur la boîte. Par conséquent, pour les grandes portées, le système est d'abord divisé en deux fragments, puis relié en haut par des bouffées et des soudures.
Lors de la conception et du calcul de fermes appariées, il convient, entre autres, de tenir compte du fait que les deux parties doivent être absolument identiques. C'est à direles moitiés ne doivent pas être divisées en gauche et droite. Sinon, une confusion peut survenir lors du montage des fermes sur la charpente du bâtiment.
Lors de l'assemblage de telles structures doubles au sommet, il est souhaitable d'utiliser, en plus du soudage, autant de connexions boulonnées que possible. Dans ce cas, les nœuds seront les plus durables.
Qu'est-ce que les Fermes Polonceau
Ces conceptions se composent de deux parties triangulaires reliées par un coupleur. Le principal avantage de ces fermes est qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser de longues entretoises. Grâce à cela, la construction est non seulement solide, mais aussi légère.
Ces fermes sont montées, comme déjà mentionné, pour de longues portées. Le plus souvent, ils sont utilisés dans la construction de grands bâtiments industriels.
Fermes bois-métal
Afin d'économiser de l'argent dans la construction de bâtiments et de petites formes architecturales, entre autres, des structures de support combinées peuvent être utilisées. Par exemple, l'attache de ferme inférieure, les crémaillères et les bouffées sont souvent constituées d'un tuyau et d'un angle, et la ceinture supérieure est constituée d'une planche ou d'une barre.
Le bois pour de telles structures est choisi bien séché et avec un nombre minimum de nœuds. La teneur en humidité du bois ou des planches ne doit pas dépasser 12 %. Avant de l'utiliser pour l'assemblage de structures de support combinées, il est souhaitable de sécher le bois pendant plusieurs mois supplémentaires. Sinon, en raison du retrait, le bois du cadre fini peut se fissurer par la suite (le métal conservera ses dimensions).
Àces fermes se sont avérées plus durables, elles sont généralement renforcées. Dans la plupart des cas, une barre d'acier est utilisée à cette fin. De plus, les fermes bois-métal peuvent être renforcées avec une armature en fibre de verre. Les tiges avec du bois sont généralement reliées à l'aide de colle époxy. Dans ce cas, le ferraillage est passé à l'intérieur de la membrure supérieure (dans les structures collées).
