Vérifier que le chargement appliqué sur les fermes correspond aux hypothèses définies dans les pièces écrites du projet est de la responsabilité de l'utilisateur.
Bien que la plupart des cas courants ont été testés, passer un peu de temps pour vérifier cela peut éviter des déboires
De nombreux outils et automatismes permettent de contrôler cela assez efficacement, voici comment procéder:
I) Chargement de base appliqué aux fermes
1) Charges permanentes
Les Informations apparaissant en haut à droite sont paramétrables dans les options d'affichage (touche F6)
On peut notamment afficher le permanent de manière détaillée en cochant Tout
Ces chargements sont ceux définis dans les hypothèses de calcul.
Si certaines fermes sont chargées différemment, il faut alors cocher la case de la propriété Charge permanente locale dans la rubrique Charges. Ceci afin de faire une exception pour les fermes sélectionnées puis de cliquer sur le lien.
Une fenêtre réduite apparait alors ou les valeurs permanentes peuvent être modifiées, les informations apparaissant en haut à droite se mettent à jour une fois validée.
2) Charges de neige
La charge caractéristique de neige Sk dépend de la région de neige et de l'altitude du site sélectionné, celle-ci est la plus haute de la commune et il vaut mieux saisir l'altitude réelle du site si on veut optimiser le calcul
dans certaines régions de neige une vérification de neige exceptionnelle est nécessaire
La retenue de neige correspond aux barres à neige dans les régions montagneuses qui ont pour effet de ne pas réduire la charge de la neige lorsque la pente de la toiture dépasse les 30°
Les vérifications de Congères sont réglementées et ne s'appliquent que pour les altitudes supérieures à 800m
3) Charges de Vent
La pression dynamique de pointe qp(z) dépend également des hypothèses définies pour le site, la région mais aussi la catégorie de terrain qu'on ne connait pas toujours, pour plus d'info voir la solution Détermination de la rugosité - vent
Le différentiel de pression interne / externe se fait en principe au niveau de l'arbalétrier sauf si le plafond est hermétique
Même avec de grandes ouvertures le bâtiment est généralement considéré comme fermé sauf pour les auvents complètement ouverts sur une fac
Les dimensions du bâtiment interviennent dans le calcul des coefficients de vent, en cochant les options ci dessous on peut se contenter de renseigner la hauteur à la sablière et la longueur du bâtiment (longueur maxi du faîtage ou de la façade)
4) Charges d'exploitation
Les charges d'exploitations et de cloisons sont complètement réglementées, c'est à dire qu'en fonction de l'usage du plancher: Habitation, stockage, balcon les valeurs à appliquer sont définies dans les Eurocodes
En France seules les charges d'exploitation dans les zones habitables et les charges de cloisons sont prisent en compte
Dans d'autres pays celle-ci peuvent avoir des valeur différentes (Belgique) voire être appliquées à d'autres endroits
Ici charges d'expoitation pour un usage classique d'habitation en France
Pour plus d'info allez consulter la solution: Calcul des charges d’exploitation en fonction de la catégorie de bâtiment
II) Chargements appliqués par cas de charge
1) Charges permanentes
Afficher la fenêtre Charges et courbes puis cocher Charges et sélectionner Cas de charge plutôt que Combinaisons
Dans la liste du bas, sélectionnez Permanent
Par exemple, la charge permanente sur arbalétrier est égale à la charge au m² x l'entraxe = 470 * 0.600 = 282 N/m
Lorsqu'il y a un recouvrement de bois, la charge est décomposée : 2 x 141 N/m.
NB: La charge due au poids propre des barres s'affiche à la fibre neutre des bois.
2) Charges de neige
a) Neige uniforme
Les charges de neige sont projetées à l'horizontale et dépendent de la pente:
Charge = Sk x entraxe x Mu où Mu est le coefficient de forme, pour les monopentes et bi-pentes:
Si la Pente < 30° Mu = 0.8
Si la Pente > 60° Mu = 0
et entre 30 et 60° Mu = 0.8* (60-Pente) / 30
Ci-dessous la pente à gauche est de 20° on prend donc Mu = 0.8
Ce qui donne Charge de Neige Uniforme = 903 x 0.600 x 0.8 = 433 N/m
A droite pente de 40° donne Mu = 0.533 Charge de neige U = 903 x .6 x 0.533 = 289 N/m
NB: Pour les toitures multiples, se reporter aux Eurocodes qui font intervenir un coefficient Mu3
b) Neige gauche et droite
Ces cas de charge consistent à ne prendre en compte que la moitié de la neige uniforme sur un versant et l'autre
Neige gauche = demi charge de neige à droite
c) Neige exceptionnelle uniforme
Pour certaines régions de neige, une valeur de neige exceptionnelle est définie . Les coefficients de forme Mu restent les mêmes: Charge exceptionnelle de neige à 20° = 1000 x 0.6 x 0.8 = 480N/m
d) Accumulations de neige
Celles-ci dépendent de la géométrie du bâtiment et font appel à un outil spécifique, consulter les solutions suivantes:
Accumulation de Neige-Toiture plus élevée et Accumulation de Neige-Murs Acrotères
3) Charges de vent
C'est de loin le cas de charge le plus fastidieux à vérifier, mais on peut se concentrer sur certains points cruciaux:
a) Vent latéral gauche ou droite
La pression de vent qui s'exerce sur les barres verticales ou très pentue est déterminante car c'est ce qui va générer une déformation latérale et des efforts dissymétrique.
Les verticales d'extrémité ne sont pas chargées par défaut car on les retrouve pour les fermes tronquées ou elles sont "abritées" du vent, si celles si sont exposées au vent alors il faut cocher l'option dans les hypothèses de calcul:
Ou bien faire une exception pour la ferme en modifiant ses propriétés comme suit :
La pression extérieure s'appliquant sur la verticale d'extrémité (la même que sur les façades du bâtiment)
We = qp(z) x entraxe x Cpe
Côté au vent Cpe = + 0.7 pour les bâtiments dont la hauteur n'excède pas le 1/4 de la largeur et +0.8 au delà
Côté sous le vent = -0.3 pour les bâtiments dont la hauteur n'excède pas le 1/4 de la largeur et -0.5 au delà
Pression extérieure du vent gauche = 456 x 0.6 x 0.8 = 219 N/m
Pression extérieure du vent droit = 456 x 0.6 x - 0.5 = - 137 N/m
En surpression on prendra Cpi = +0.2 et -0.3 en dépression
Surpression interne = 456 x 0.6 x 0.2 = 55 N/m
Dépression interne = 456 x 0.6 x - 0.3 = - 82 N/m
Les pressions de vent s'appliquant sur la toiture sont beaucoup plus complexes à vérifier, les tableaux définissant les valeurs de Cpe font appel à un zonage du bâtiment différent selon sa forme (monopente, bipente, croupe) ses dimensions et la direction du Vent.
Voici un exemple de zonage sur une ferme de croupe: Les Cpe de faible pente sont négatifs et génèrent donc du soulèvement et plus la pente est forte et plus on se rapproche des CPe de façade.
Les valeurs maximum de soulèvement sont trouvées pour le Vent Pignon (perpendiculaire aux fermes)
b) Vent pignon
Pour les toitures à 2 versants le découpage en zone est le suivant:
On place la ferme dans une zone de pression intermédiaire qui correspond à la zone H
Les valeurs de Cpe entourées en bleu donnent avec une interpolation linéaire: -0.666 pour 20° et -0.866 pour 40°
Soit une pression sur la toiture 20° = 456 x 0.6 x 0.666 = 182 N/m et 237 N/m pour 40°
En cochant l'option proche du pignon, on place la ferme dans la zone subissant le plus de soulèvement
Le zonage FG^GF apparait et les Cpe sont compris entre -1.1 et -1.4 (valeurs entourées en rouge) ce qui double quasiment le Cpe à 20°
On retrouve tous les coefficients CPe/CPi avec le zonage Eurocodes (Colonne Surface) dans la rubrique facteurs de charge de la note de calculs des fermes
4) Poids de l'homme
Selon le DTU une charge ponctuelle de 1,5 kN qui peut être répartie sur deux fermes (750kN / ferme) doit être appliquée sur les travées les plus défavorables d'arbalétrier et dans les travées d'entrait avec un passage de 1,20 m
Chaque localisation du poids de l'homme génère une combinaison
5) Cas de charge d'exploitation
Il n'y a qu'un seul cas de charge d'exploitation, des sous-combinaisons seront créées pour définir des demies charges d'un côté et de l'autre du ou des appuis intermédiaires .
Ici la charge d'exploitation = 1500 x 0.6 = 1200 N/m
6) Cas de charge sismiques
Les cas de charge sismiques gauche et droite correspondent à la totalité de la charge permanente dirigée à droite ou à gauche, cela correspond donc à une accélération latérale de 1G.
Les valeurs d'accélérations sismiques calculées seront appliquées en pondérant ce cas de charge par un coefficient dans la combinaison sismique, c'est une astuce car l'action sismique ne doit pas être pondérée
III) Lignes d'expositions
Pour que les chargements soient correctement appliqués, une condition est que les lignes d'exposition soient correctes.
Pour vérifier cela, il faut les activer dans les options d'affichages.
1) Contour interne et externe à la structure
Lorsqu'un contour de ferme a été modifié, il faut vérifier que ce qui est interne à la structure (zones triangulées de fiches et faces internes des barres primaires) soit entouré de lignes oranges. Celles-ci ne seront pas chargées en permanent, autre que leur poids propre.
Ce qui est externe (Faces exposées des barres primaires) sera entouré de lignes bleues foncées comme ci dessous
2) Délimitation entre l'intérieur et l'extérieur du bâtiment
Les lignes roses délimitent l'intérieur et les lignes bleu clair l'extérieur, ce qui a une incidence sur les charges de vent
Dans l'exemple ci dessous, l'appui sur la poutre béton a une seule face exposée en automatique
La limite entre l'Intérieur et l'extérieur du bâtiment se fait à l'extérieur de l'appui
Si on expose les deux faces de l'appui, en modifiant les propriétés de l'appui ou du mur, la limite se décale sur l'appui suivant
Le vent appliqué entre les deux appuis sera le même qu'en débord c'est à dire la pression appliquée en façade
3) Zone habitable
La zone habitable est délimitée par une ligne verte.
Si on ajoute un élément à l'intérieur de cette zone, deux zones séparées seront détectées comme ci-après
La conséquence plutôt sécuritaire est que les charges permanentes seront également appliquées dans la petite zone
On peut au moins partiellement limiter cela en jouant sur les propriétés d'exposition de la barre comme suit:
