Les toitures à fermes cintrées (bowstring trusses) utilisent une ligne de toit courbée pour générer la résistance nécessaire au couvrement de vastes espaces intérieurs ouverts. Correctement conçues, ces fermes permettent des portées libres de plus de 30 mètres (100 pieds) et équipent des bâtiments tels que des salles sportives ou de grands lieux de rassemblement public. La ferme cintrée la plus simple se compose d'un élément supérieur courbé et d'un segment inférieur droit qui ancre les extrémités de la partie supérieure. Les pièces courbées du toit créent une tension dirigée vers l'extérieur, maintenue en place par l'élément inférieur.
Charges variables
Une toiture à ferme cintrée équilibre la pression exercée vers l'extérieur aux extrémités du toit courbé grâce à la capacité de retenue de la pièce horizontale située à la base de la ferme. Ce fonctionnement repose en partie sur le fait que la contrainte est identique à chaque extrémité, sollicitant ainsi uniformément le segment horizontal. Si la charge appliquée sur le segment courbé devient inégale — par exemple en cas d'accumulation irrégulière de neige sur le toit — cela engendre des contraintes déséquilibrées à la base de la ferme, susceptibles de provoquer une défaillance.
Défaillance des composants
La rupture de la base ou de la partie supérieure courbée d'une ferme cintrée entraîne en réalité la défaillance de l'ensemble de la structure. L'équilibre mécanique entre les deux composants, essentiel pour supporter la charge du toit, est rompu dès que l'un d'eux cède. Si la base horizontale lâche, le toit courbé peut s'écarter au niveau des extrémités ; si c'est la partie supérieure courbée qui cède, la surface du toit peut s'effondrer.
Risque d'incendie
Un incendie se déclarant à l'intérieur du bâtiment peut détruire la base horizontale de la ferme cintrée. Cette situation peut mener à un effondrement catastrophique de la toiture, les extrémités des fermes étant projetées vers l'extérieur avant que la structure ne s'écroule. Ce problème concerne particulièrement les fermes cintrées construites principalement en bois, car tout dommage causé par le feu peut affecter n'importe quelle ferme en bois. Le danger spécifique de la ferme cintrée réside dans la pression supplémentaire exercée vers l'extérieur sur les murs lorsque sa base vient à céder.
Mises à niveau et mise en conformité
Les systèmes de toiture à fermes cintrées plus anciens peuvent ne pas satisfaire aux normes modernes de construction et de sécurité incendie. Il est recommandé de consulter un ingénieur en structure afin d'obtenir des solutions de renforcement permettant de mettre la ferme cintrée en conformité avec les codes en vigueur. Ces améliorations peuvent notamment inclure des entretoises métalliques résistantes au feu, capables de renforcer la stabilité globale de la structure tout en réduisant les risques liés à un sinistre.
Source : https://jardin.98905.com/home-repair-maintenance/roof-repairs/1007130440.html