La forme arquée du toit en berceau ne se retrouve que sur quelques immeubles résidentiels de notre région. Mais les progrès techniques et le courage d'essayer quelque chose de nouveau font que cette construction de toit inhabituelle devient de plus en plus populaire. Les avantages et inconvénients sont expliqués ci-dessous, ainsi que des informations générales sur le toit en berceau pour vous aider à comprendre sa structure et les contraintes techniques.
Le toit en tonneau
À l'origine, le toit en berceau était connu principalement dans le domaine des bâtiments sacrés, où les voûtes en berceau en brique marquaient la première étape du plafond plat aux structures en filigrane et en même temps très complexes de la période gothique. À l'ère de l'industrialisation, ce toit, qui pouvait être réalisé dans une grande portée et en même temps dans presque toutes les longueurs, a conquis le secteur des bâtiments industriels et routiers. Ce n’est que dans le cadre du modernisme classique des années 1920 que le toit en berceau a fait son apparition dans le monde des bâtiments résidentiels grâce à l’utilisation de structures en acier et de nouvelles formes de bâtiment claires. Rarement rencontré dans le postmodernisme, le toit en berceau ne connaît pas aujourd'hui une véritable renaissance, mais il offre toujours des formes frappantes et en même temps des espaces intérieurs facilement utilisables dans des bâtiments résidentiels planifiés individuellement.
Construction et statique du toit en berceau
Auparavant, les toits en berceau étaient généralement créés sous la forme d'une construction classique en arc en brique. Cela a permis de transférer la charge aux murs extérieurs porteurs situés en dessous via la surface courbe en pierre ou en brique et mortier sans aucun point faible. Afin d'absorber la pression vers l'extérieur de la construction en arc, les murs étaient généralement stabilisés à l'extérieur à l'aide d'extensions ou de murs transversaux de raidissement.
Le toit en berceau moderne, en revanche, correspond généralement structurellement à ce qui a été développé dans le contexte de l'industrialisation et est encore utilisé aujourd'hui sans changement en termes de transfert de charge. Les éléments statiques du toit en berceau moderne sont:
- Supports d'arc à courbure radiale en acier ou en bois
- Revêtement plat comme base pour la construction d'un toit, généralement constitué de coffrages en bois ou de tôle
- Liaisons transversales de raidissement entre les poutres, souvent conçues comme une croix tendue (« Croix de Saint-André »)
- Bande de tension entre les points d'appui inférieurs des supports de voûte pour absorber les efforts de cisaillement à la base de la voûte
REMARQUE:
Tous les supports de voûte plantaire ne doivent pas nécessairement être sécurisés avec un cordon de serrage. Pour les bâtiments courts, les anneaux d'ancrage en béton des murs pignons ou quelques sangles de tension, qui peuvent être cachées de manière invisible dans les murs intérieurs, peuvent suffire.
Structures de toit pour toits en berceau
Bien que le toit en berceau soit assez similaire au toit à chevrons en termes de structure statique des poutres, il en diffère fondamentalement par la structure structurelle du toit. En raison de la courbure de la surface du toit, l'isolation entre les chevrons et le revêtement de la sous-face est possible, mais elle est généralement extrêmement complexe et donc financièrement peu rentable. Au lieu de cela, une structure de toit pour le toit en berceau a été établie aujourd'hui:
Toit sandwich
- Supports d'arche visibles à l'intérieur
- Élément sandwich préfabriqué et adapté à la courbure du support, composé d'une coque de support inférieure, d'une isolation en polystyrène et d'une couche supérieure servant de protection contre les intempéries et de couche conductrice d'eau
- Tôle supérieure et inférieure, généralement du zinc-titane ou de l'aluminium
ATTENTION:
Comme ces éléments sandwich, issus à l'origine de la construction industrielle, ne peuvent pas être pliés, les différents segments doivent être préfabriqués sur mesure.
Il est beaucoup plus rare qu'un toit en berceau soit construit comme une structure en bois:
- Coffrage plat comme revêtement visible de l'intérieur sur des poutres cintrées
- Couche étanche à la diffusion de vapeur sur le coffrage, généralement en feuille
- Poutres traversant l'arc sur coffrage, isolées avec de la laine minérale adaptable de manière flexible à la courbe du toit
- Couverture de toiture composée de pièces de tôle préformées, si nécessaire sur une sous-structure en lattes
REMARQUE:
Comme une contre-latte classique allant de l'avant-toit au faîte n'est pas possible avec un toit en berceau en raison de la courbure du toit, des toits en tôle non ventilés sont généralement utilisés ici. Selon le système utilisé, la membrane qui empêche la vapeur de pénétrer à l'intérieur peut alors être rendue semi-berméable afin que l'humidité présente dans l'isolant puisse toujours être évacuée à l'intérieur.
Formes spéciales de toit en berceau
Pour des raisons économiques, il existe différentes formes de toits en berceau qui s'écartent de l'arc réel et continuellement arrondi:
Toit segmenté
- Dissolution de l'arc en un polygone à plusieurs sections droites
- Une structure telle qu'une surface de toit droite est ici possible, mais des points de transition entre les segments de toit sont nécessaires, donc un nombre élevé de points de détail
- Convient également aux toitures en tuiles sous certaines conditions
" faux" toit en berceau avec faîte
- Formation d'une crête avec des surfaces de toit cintrées des deux côtés
- Convient aux constructions ventilées par l'arrière, car l'air peut s'échapper au niveau du faîte
- Forme généralement légèrement pointue différente du véritable arc
- Des couvertures de toit alternatives à la tôle sont certainement possibles, car la courbure du toit est beaucoup plus petite
Pente ou arrondi du toit
La forme incurvée du toit en berceau entraîne l'absence d'une pente de toit uniforme. Au contraire, chaque toit en berceau, quel que soit le rayon de l'arc, présente toujours une pente particulièrement forte à la base et une pente presque inexistante au sommet. Tous les toits en berceau ne doivent pas nécessairement être constitués d'un demi-cercle. Les segments d'arc sélectionnés différemment peuvent aller de la forme familière du dôme à une pente simplement plate avec une courbure vers le haut.
Structures de toit en toits en berceau
Les lucarnes, les pignons croisés et les balcons sur le toit peuvent également être créés avec le toit en berceau. Grâce au revêtement en tôle commun, les points de transition entre la structure et la couverture du toit peuvent être résolus assez facilement. La forte pente à la base de l'arc en plein cintre complet permet même dans une certaine mesure d'utiliser des fenêtres de façade « normales » dans le toit en berceau. La convivialité de l'espace de toit est donc considérablement augmentée par rapport à d'autres formes de toit.
Coûts
En raison d'un choix très limité de matériaux et d'un grand nombre de composants fabriqués individuellement, le toit en berceau est considéré comme une forme de toit coûteuse. Bien qu'il offre également de nombreux avantages, aucun d'entre eux ne se retrouve dans le domaine de la réduction des coûts et de la grande convivialité des produits de série « prêts à l'emploi ». On peut donc constater que, du point de vue des coûts, le toit en berceau se situe clairement dans le domaine des bâtiments individuels planifiés individuellement et qu'il est peu probable qu'il soit utilisé pour créer un espace de vie abordable.
Avantages et inconvénients
Comme il ressort des explications précédentes, la forme plutôt inhabituelle du toit en berceau présente quelques avantages élémentaires, qui s'accompagnent cependant de faiblesses à ne pas négliger:
Avantages
- Rapport optimal entre la surface de l'enveloppe et l'espace créé
- Les pièces sont faciles à utiliser grâce à la forte inclinaison à la base du tonneau (parois presque verticales)
- Structure de support statiquement efficace grâce à la forme de l'arc sans véritable centre de champ
- Avec une toiture en tôle, pas de points faibles sous forme de transitions ou de détails de faîtage
- Options de construction et de conception modernes
Inconvénients
- Aucune conception structurelle classique ne peut être mise en œuvre
- Structure de support économique limitée à l'acier ou au bois, mais le bois est assez cher en raison de l'effort de fabrication des supports d'arche
- Sélection limitée de revêtements de toit possibles
- Des efforts élevés et une planification précise sont nécessaires pour la préfabrication des éléments de toiture
- coûts élevés
