En termes de construction, un diaphragme désigne un type de plancher utilisé pour compenser les contraintes et les charges exercées sur les autres parties d'un bâtiment. Il s'avère particulièrement utile lors de la construction de toitures, car il peut être installé comme sous-système afin de répartir les charges latérales vers les murs et les ossatures, rendant ainsi le toit plus stable. L'analyse du diaphragme de toiture permet d'évaluer son efficacité dans différentes situations, en fonction des matériaux utilisés.
Les calculs de diaphragme
Les calculs relatifs aux diaphragmes de toiture varient selon l'aspect examiné par les entrepreneurs et selon la fonction principale du diaphragme. La plupart de ces calculs servent à déterminer les limites des matériaux disponibles.
Par exemple, les irrégularités torsionnelles sont calculées afin de garantir que la dérive maximale entre les diaphragmes situés à une extrémité du bâtiment ne dépasse pas 1,2 fois la dérive moyenne des deux extrémités. Cette considération est essentielle pour les bâtiments de plusieurs étages, mais elle implique des calculs complexes qu'il est préférable d'effectuer à l'aide de logiciels d'ingénierie spécialisés et de calculateurs dédiés.
Résistance au cisaillement et PLF
La résistance au cisaillement constitue un facteur déterminant dans l'étude des diaphragmes : elle traduit la solidité de l'ensemble en fonction de ses matériaux. Elle s'exprime en PLF (pounds per linear foot, soit livres par pied linéaire), unité qui indique les limites de résistance du diaphragme.
Bien qu'il soit possible de calculer soi-même les valeurs PLF en disposant d'informations suffisantes sur la forme, la taille et les matériaux du diaphragme, il est bien plus efficace de consulter un tableau de référence PLF. Ces tableaux présentent la résistance au cisaillement des diaphragmes selon leur dimension, leur remplissage et leur conception, ce qui permet de comparer plusieurs configurations simultanément.
Rigidité au cisaillement
La rigidité horizontale du diaphragme représente également un calcul essentiel lorsqu'on évalue la flexibilité et la durabilité de son support. À titre d'exemple, un diaphragme de 8 pieds sur 24 pieds, avec un entraxe d'ossature de 11 pieds, peut présenter une rigidité au cisaillement de 43 200 livres par pouce.
La rigidité au cisaillement du diaphragme d'un bâtiment entier se calcule grâce à l'équation suivante :
ch = 2cp × (cos²θ) × (b'/b) × (a/sf)
Dans cette formule :
- Cp : la rigidité au cisaillement du panneau, multipliée par 2 ;
- θ : l'angle de la pente du toit, exprimé en degrés ;
- b' : la longueur de la portée du toit, mesurée du faîtage à l'avant-toit ;
- b : la longueur du panneau d'essai ;
- a : l'entraxe de l'ossature de l'assemblage d'essai ;
- sf : l'entraxe des ossatures du bâtiment.
La flèche
La flèche mesure la flexibilité du diaphragme. Elle aborde la notion de rigidité sous un autre angle, en calculant de combien de centimètres le diaphragme peut fléchir sous contrainte. Une flèche excessive révèle un diaphragme instable ou incapable d'assurer correctement sa fonction porteuse.
En règle générale, la flèche ne doit pas excéder 3 pouces, soit environ 7,6 cm. Au-delà de ce seuil, il convient de renforcer la structure ou de revoir la conception du diaphragme afin de garantir la sécurité et la stabilité de l'ensemble du bâtiment.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/building-designs/1007027417.html