Détermination de la section des pannes

bruno

La détermination de la section des pannes est l’étape suivante après avoir calculé la section des chevrons. Elle se fait à l’aide d’outil de calcul Vérifier une poutre.

Les éléments constituants la structure de la toiture terrasse du garage

Les pannes ont pour rôle de supporter les chevrons mais également de répartir et de transmettre les charges vers les murs.
Ils existent trois types de pannes selon leur positionnement :

  • La panne faîtière se situant au sommet de la toiture.
  • La panne intermédiaire ou la panne courante se situant entre la panne faîtière et la panne sablière.
  • La panne sablière se situant au niveau de la partie basse de la pente de la toiture.

Pour vérifier et déterminer la section de vos pannes, nous avons mis à votre disposition l’outil de calcul Vérifier une poutre. C’est un outil universel qui vous permettra de dimensionner vos chevrons, vos pannes, vos poutres, vos solives mais également tous les éléments constituants la structure de votre construction en bois.

Cet outil vous permettra de vérifier que les caractéristiques des pannes (essence, portée, section, entraxe) que vous avez choisies sont suffisantes ou pas.
Pour ce faire, il vous faudra remplir l’outil de calcul en 3 étapes :

1. Caractéristiques de la pièce :

  • Section de la pièce
  • Portée de la pièce
  • Charge permanente sur la pièce
  • Classe de résistance de la pièce
  • Choix du type de charge sur la pièce

2. Charge(s) sur la pièce où vous avez 4 cas possibles :

  • Cas 1 : Charge uniformément répartie
  • Cas 2 : 3 charges ponctuelles
  • Cas 3 : 2 charges ponctuelles
  • Cas 4 : 1 charge ponctuelle

3. Mise en oeuvre de la pièce :

  • Classe de service
  • Classe de durée
  • Type d’appui
  • Nature du bâtiment
  • Nature de la pièce

Pour vous aider à remplir correctement avec les bonnes données l’outil de calcul, nous vous invitons à consulter tout d’abord l’article sur le Guide d’utilisation de l’outil "Vérifier une poutre" qui vous expliquera en détails les caractéristiques à insérer.

Après avoir rempli toutes les caractéristiques, l’outil effectuera les calculs et vous informera si la structure que vous souhaitez mettre en œuvre est viable ou non. Si les caractéristiques ne sont pas vérifiées, vous serez alors dans l’obligation de faire quelques modifications sur la section de la pièce, la portée de la pièce ou la classe de résistance,etc. par exemple.


Exemple

Les surfaces supportées par les pannes

Prenons comme exemple ce modèle de garage qui a été réalisé dans le département de l’Isère avec une altitude de 800m.

Calcul de la charge sur la toiture

Pour commencer, nous allons calculer la charge sur la toiture

1. Charge de la couverture

  • Type de couverture : Membrane EPDM 1,2 mm
  • Charge de couverture (daN/m²) = 1,37

2. Charge du plafond

  • Type de plafond : Panneau OSB ou particules 18 mm
  • Charge de plafond (daN/m²) = 11

3. Charge de l’isolant

  • Type d’isolant : Isolant Thermique liane de verre 100 mm
  • Charge de l’isolant (daN/m²) = 2,7

4. Surcharge climatique (neige)

  • Département : 38 Isère
  • Altitude de la construction (m) : 800

Le résultat que nous obtenons avec l’outil de calcul est :

  • Charge totale : 165,07 daN/m²
  • dont Charge de structure : 15,07 daN/m²
  • dont Charge climatique : 150 daN/m²

Calcul de la section des chevrons

Après avoir calculé les chevrons , nous avons pris des chevrons de section 75 x 200 [mm] de portée 490 cm mais avec la nécessité d’insérer des entretoises.

Calcul de la section des pannes

Pour la détermination de la section des pannes, nous avons utilisé l’outil de calcul « Vérifier une poutre »

Formulaire Poutre 1/ 3

Formulaire 1/3

1. Caractéristiques de la poutre

  • Sections commerciales courantes :  -
  • La largeur b (mm) : 200mm
  • La hauteur h (mm) : 400mm
  • La portée du chevron P (cm) = 570
  • Charge permanente sur la poutre daN/m

Pour notre cas, c’est la somme des charges de structure (obtenu avoir calculé la charge sur la toiture), le poids propre des chevrons et le poids propre des pannes que l’on multiplie par la largeur de la surface que supporte les pannes.
Charge de structure (daN/m²) = 15,07

Poids propre des chevrons

Nous avons pris un bois de classe de résistance C18 dont la masse volumique est de 380 Kg/m3 afin d’avoir le cas le plus défavorable.

Poids propre du chevron = (380 [Kg/m3] x 0,075 [m] x 0,200 [m] ) / 5,15 [m] = 1,1067 Kg/m²
Or, 1 daN = 1,02 kg
=> Poids propre du chevron = ( 1,1067 [Kg/m²] x 1 [daN] )/ 1,02 [Kg] = 1,0851 daN/m² que l’on arrondi à 1,09 daN/m²

Poids propre des pannes

En raison de la portée et l’entraxe conséquentes des pannes, nous avons été contraints d’avoir recours à des bois en lamellés-collés dont la masse volumique peut atteindre 700 Kg/m3 en fonction de l’essence du bois.

Poids propre de la panne = (700 [Kg/m3] x 0,200 [m] x 0,400 [m] ) / 5,90 [m] = 9,4916 Kg/m²
Or, 1 daN = 1,02 kg
=> Poids propre de la panne = ( 9,4916 [Kg/m²] x 1 [daN] )/ 1,02 [Kg] = 9,3055 daN/m² que l’on arrondi à 9,31 daN/m²

=> Charge permanente sur la panne = (15,07 [daN/m²] + 1,09 [daN/m²] + 9,31 [daN/m²] ) x 3,25 [m] = 82,78 daN/m

=>Charge permanente sur la poutre daN/m = 82,78

Formulaire 2/3
  • Classe de résistance de la pièce : Bois lamellés-collés homogènes Classe GL32h
  • Choix du type de charge sur la poutre : Charge uniformément répartie

Une fois les données saisies, vous pouvez cliquer sur Page suivante.

Formulaire Poutre 2/3

2 : Charges uniformément réparties

  • Charge d’exploitation totale sur la poutre (daN/m) = ( 150 [daN/m²] x 3,25 [m] ) = 487,5 daN/m

Formulaire Poutre 3/ 3

Formulaire 3/3

3. Mise en œuvre

  • Classe de service : 1 : Local chauffé (Ex : toiture d’habitation)
  • Classe de durée : Permanente (>10ans)
  • Appuis : Appuis simple
  • Nature du bâtiment : Bâtiment courant
  • Nature de la poutre : Autre éléments structuraux

En appuyant sur « CALCULER », nous obtenons alors comme résultat :

Résultat
  • Vérification des contraintes aux états limites ultimes (ELU) :

Taux de travail : 84.69% (<100%)
L’élément peut supporter les charges sans rompre.

  • Vérification des déformations (ELS) :

Flèche finale = 5.88 ≤ 38 (max)
OK, les déformations sur l’élément (flèches) sont inférieures aux valeurs maximums autorisées.

Conclusion

Il faut adopter une panne avec du bois en lamellé-collé homogène avec une classe GL32h dont la section est de 200 x 400 [mm].