charpente (suite)

Charpente de plancher

Elle est essentiellement constituée de poutres, appelées solives, disposées horizontalement et parallèlement, et prenant appui, par leurs extrémités, sur les murs porteurs ou, lorsque ceux-ci présentent des discontinuités pour l’ouverture de baies, de cheminées et de conduits de fumée, sur des linteaux, poutres métalliques assurant la continuité des appuis pour les solives. Lorsque le plancher comporte des ouvertures pour escalier ou cage d’ascenseur, les solives sont raccourcies de la quantité voulue et prennent appui, à l’extrémité interrompue, sur un chevêtre, lui-même s’appuyant sur les solives de rive, dûment renforcées, désignées sous le nom de solives d’enchevêtrure. Dans certains immeubles, pour assurer l’appui des solives, on est tenu d’établir une poutre, ou filet, en général transversale. L’écartement entre deux solives dépend de la nature du hourdis de plancher.

Barres et poutres utilisées en charpente

Les barres sont des éléments métalliques entrant dans la composition des ossatures triangulées ; les efforts principaux qu’elles supportent sont uniquement longitudinaux (traction et compression) ; les flexions et les cisaillements sont classés dans les efforts secondaires, donnant éventuellement lieu à une adaptation hyperstatique.

Les poutres, au contraire, sont des éléments ayant à supporter, comme efforts principaux, des flexions et des cisaillements, éventuellement des efforts longitudinaux.

Charpente rivée. Elle comprend des éléments simples et des éléments composés.

• Les éléments simples sont les cornières, les plats, les fers en U, les fers en T et les fers en double T.

• Les éléments composés sont :
— les profils cruciformes, établis avec des fers cornières ou avec des cornières et des plats ;
— les profils en T composés, constitués soit par un plat et deux cornières, soit par un fer en T simple et deux cornières, auxquels on ajoute souvent, sur les deux bases, des plats destinés à constituer ou à renforcer les semelles des doubles T, dont l’âme peut être pleine ou en treillis ;
— les profils en U composés, avec âme pleine ou en treillis ;
— les profils en caissons de forme rectangulaire, constitués au moyen de plats et de cornières. Il existe aussi des profils en demi-caisson.

Charpente soudée. Les profils sont de type analogue, mais le mode d’assemblage des éléments simples diffère totalement.

Les barres sont constituées par un simple profilé, sauf si les efforts prévus sont importants, auquel cas plusieurs profilés sont soudés dans leur plan de contact ou par l’intermédiaire de plats.

Les poutres ne sont jamais constituées par un simple profilé ; elles se composent d’une âme, qui est un plat, et de membrures, qui, contrairement aux poutres rivées, ne comprennent, en général, qu’un seul plat. La soudure convient beaucoup moins bien à la réalisation des poutres à treillis qu’à celle des poutres à âme pleine.

Assemblage

Les assemblages de poutres et de barres dépendent des formes imposées et des conditions de résistance.

• Assemblages rivés. Ils sont extrêmement nombreux.

Les assemblages dits « entures » ou « aboutements » permettent d’assurer la continuité de deux éléments en prolongement l’un de l’autre.

Les assemblages à couvre-joints sont faits de la superposition de deux éléments plats à assembler.

Les assemblages en paquets de plats sont constitués de barres formées de plats ou de larges plats superposés, les joints de chaque plat étant décalés.

Les assemblages de croisement se font en croisement simple dans le cas de plats ou en croisement sur gousset dans le cas de profilés en cornières.

• Assemblages soudés. Une charpente soudée ne comporte pas d’assemblage à couvre-joints ; les plats à réunir par enture doivent être disposés dans un même plan et soudés bout à bout.

Les assemblages de croisement sont réalisés au moyen de soudure d’angle sur le bord des pièces en contact.

Les assemblages orthogonaux de profilés ou de poutres se font par soudure « bout à bout » ou par soudure d’angle dans les plans de contact des pièces.

Montage des charpentes

Suivant l’importance de la charpente, on utilise trois modes de montage différents : le montage sur échafaudage, le montage par lancement, le montage par encorbellement.

Dans le montage sur échafaudage, on construit à l’emplacement de l’ouvrage un échafaudage comportant des appuis multiples.

Dans le montage par lancement, on monte la charpente sur une aire, dans le prolongement de l’ouvrage, et on fait ensuite avancer les poutres au moyen de galets sous les membrures.

Dans le montage par encorbellement, on commence la charpente par ses appuis extrêmes, bien amarrés au sol, et on poursuit le travail de montage à l’avancement au-dessus du vide.

Aciers de charpente

Ce sont des aciers laminés, non alliés ou faiblement alliés.

Les aciers non alliés sont des aciers au carbone, sans addition de métaux nobles ; ils se distinguent des aciers forgés, à faible teneur en carbone, et des aciers coulés, à forte teneur en carbone.

Les aciers faiblement alliés sont des aciers à plus forte résistance, contenant de faibles teneurs de métaux nobles, tels que le chrome, qui accroît leur ténacité, et le cuivre, qui améliore leur résistance à l’oxydation.

On les définit par des caractéristiques chimiques (limites de composition et indice de pureté concernant le soufre et le phosphore) ainsi que par des caractéristiques mécaniques. L’indice de qualité N est déterminé par la formule N = R + 2,5 A, dans laquelle R est la charge de rupture et A l’allongement relatif lors de la rupture par traction.

Dans les assemblages soudés, on utilise des aciers susceptibles d’être soudés à l’arc ou par résistance. Ce sont, comme les aciers pour assemblages rivés, des aciers d’usage courant de nuance demi-douce : leur résistance varie en général de 33 à 48 hectobars.