Conception de pannes en acier formé à froid avec le logiciel SkyCiv
Qu'est-ce qu'une panne en acier?
Pannes en acier formé à froid des poutres longitudinales sont-elles installées pour relier ensemble des fermes ou des chevrons. Sa fonction principale est de transférer les charges externes appliquées sur le toit à la membrure supérieure de la ferme. La conception des pannes est idéalisée à partir d'une structure reliée par des broches où la distance des fermes est traitée comme la portée et ses extrémités comme ses joints. Les charges de gravité et de vent sont généralement appliquées sur la panne et provoquent l'affaissement de l'élément. Afin de fournir un support latéral aux pannes, des tiges d'affaissement sont ajoutées sur des points discrets.
En plus d'être utilisé dans les systèmes de toiture, les pannes peuvent également être appliquées comme entretoises pour le revêtement mural. L'image ci-dessous montre une charpente en acier typique appliquée avec des pannes.
Figure 1: Charpente de bâtiment en métal typique (Extrait du guide de conception AISI D111-09)
Types courants de pannes de toit formées à froid
Les sections C et Z sont les formes les plus courantes disponibles pour les pannes en acier formé à froid. Comme leurs noms l'indiquent, ces sections sont pliées selon la lettre de l'alphabet (reportez-vous à la figure 2). À partir des pannes sont à symétrie ponctuelle, et parfois leurs brides sont fabriquées légèrement inégalement pour permettre le chevauchement. Entre-temps, C Pannes avoir un module de section verticale légèrement inférieur, ce qui les rend plus avantageux pour les toits à faible pente. Chaque forme a ses propres avantages et inconvénients; c'est à l'ingénieur d'évaluer la panne appropriée en fonction des exigences du projet.
Figure 2: Pannes communes en forme de C et de Z
Lorsqu'il est installé sur le toit, les pannes sont généralement chevauchées les unes avec les autres, assurer la continuité dans la section. Il est généralement connecté à l'aide de boulons de qualité machine à travers les âmes des pannes à recouvrement.
Quand il s'agit de sa conception, les charges sont appliquées sur les axes normal et tangentiel du centre de gravité de la section. C'est à dire, la flexion biaxiale est principalement vérifiée. Les effets de torsion sur l'élément sont supposés être négligés en raison des retenues latérales et de torsion partielles fournies par le revêtement de toit.
Avantages de l'acier formé à froid par rapport aux autres matériaux
Cet article se concentre sur l'utilisation de l'acier formé à froid (CSA). Ce type d'acier est fabriqué à partir de tôles minces et, du mot lui-même, est fabriqué par des processus de travail à froid tels que le pressage et le laminage, ce qui le rend plus durable que les tôles laminées à chaud. Contrairement au bois, l'acier formé à froid offre une durée de vie plus longue car il est résistant à la moisissure ou à la vermine.
Comme il est léger, CFS est plus facile à installer et peut même être recyclé lorsque le système de toiture est enlevé ou changé. Lorsqu'il est correctement construit et conçu, Les structures CFS peuvent résister à des charges environnementales extrêmes, ce qui en fait l'un des matériaux les plus résistants disponibles.
Utilisation du calculateur de capacité de panne SkyCiv
Avec le Calculateur de capacité de charge SkyCiv Purlin. Les calculs sont basés principalement sur AISI, ASCE, et codes AISC. Contrairement aux tableaux de capacité typiques des fabricants pour les pannes, ce calculateur présente une approche simplifiée pour vérifier la capacité de la section en tenant compte de ses propriétés géométriques et matérielles, configuration du toit, et finalement, les charges.
Ce calculateur permet à l'utilisateur de saisir des pannes C et Z standard et personnalisées. Il nécessite également une entrée pour la longueur de la baie, qui est le portée de panne, l' espacement des pannes, angle de toit, et l'emplacement de la tige d'affaissement, qui est soit au milieu, soit aux troisièmes points. Des cas de charge adaptant l'approche de conception ASD sont également utilisés pour compléter son analyse.
La figure ci-dessous montre l'exemple de sortie de la calculatrice:
Figure 3: Sortie du calculateur de capacité de panne
Ici, les propriétés des pannes sont affichées avec l'espacement des pannes spécifié par l'utilisateur. Sont également présentées les charges déterminantes calculées à partir de la combinaison de charges la plus critique. La capacité des pannes est caractérisée par la combinaison des rapports d'utilité à partir de la limite dimensionnelle, contrainte de flexion combinée, contrainte de cisaillement, et la flèche.
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Références:
- Guide de conception pour les systèmes de charpente de toit en acier formé à froid (Guide de conception AISI D111-09) . Institut américain du fer et de l'acier, 2009.
- suivre, Guillaume T.. Conception en acier 6e édition. La pression latérale des terres agissant sur un mur de soutènement est considérée comme passive lorsque le mur est poussé dans la masse du sol, 2018.
Développeur de produit
B.Sc., MEng (Civil)
