Les plafonds voûtés sont réalisés grâce à des courbes ou des arcs appelés nervures. Ces arcs transmettent leur charge directement aux murs porteurs, ou bien ils sont suspendus aux chevrons de la charpente. Lorsque le plafond voûté est suspendu aux chevrons, ces derniers acheminent alors la charge vers les points d'appui de la structure.
Plafond soutenu par les murs
Dans son ouvrage « Roof Watching », Edmund Jupp explique : « Lorsque la charge s'exerce sur l'arc, les extrémités extérieures de cette courbe ont tendance à s'écarter, ce qui accroît les forces horizontales sur les appuis à mesure que la charge augmente. »
Il en résulte que les grandes portées génèrent une charge horizontale plus importante sur les murs de soutien. Dans le cadre des calculs de charge, c'est le faîtage qui supporte la charge du plafond voûté, sauf lorsque celui-ci est suspendu aux chevrons.
Plafond suspendu aux chevrons
Le poids du plafond voûté s'ajoute à celui de la toiture afin d'obtenir une force totale W. Cette force totale W est ensuite multipliée par le cosinus de l'angle du plafond ou du chevron, perpendiculairement à celui-ci, pour déterminer la force axiale présente dans les chevrons.
Lorsque le plafond voûté est suspendu au centre de la portée, la charge se répartit de manière égale entre les différents murs porteurs.
La longueur efficace
Les arcs plus larges et les charges plus lourdes exigent des nervures plus épaisses pour soutenir le poids. Toutefois, un arc peut être constitué de plusieurs sections assemblées entre elles.
La longueur efficace d'un arc s'obtient en multipliant sa longueur réelle par un coefficient dépendant de ses contraintes, lequel varie de 1,02 à 1,25. Selon « Steel Structures » de Hassan Al Nageim et Thomas Joseph MacGinley : « Les coefficients les plus élevés s'appliquent aux arcs de grande hauteur. » Cette longueur efficace sert de référence pour la longueur des nervures du plafond voûté dans les calculs de charge de toiture.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/architecture/1007031864.html