11 Types de fermes selon l’équilibre, la conformation et l’origine

Les types de fermes peuvent varier en fonction de l'équilibre, de la conformation et de l'origine ou du concepteur. Connus sous le nom de réseaux plats, spatiaux ou de réseaux et de renforts, ce sont des structures rigides armées de tiges droites à leurs extrémités présentant une conformation triangulaire.

Ce type de configuration a la propriété de supporter des charges dans son plan, notamment celles qui agissent sur les jonctions ou les nœuds. Par conséquent, son application dans la construction revêt une grande importance, car il s’agit d’un système articulé et indéformable qui n’est ni coupé ni fléchi. Cela implique que ses éléments participent activement en termes de compression et de traction.

Contrairement au carré, cette formation triangulaire n'est pas instable et peut donc être appliquée à des œuvres de petite ou de grande ampleur. Les fermes peuvent être composées de divers matériaux, les plus couramment utilisés étant le bois, le métal et le béton armé.

Selon l'utilisation à donner à ce type de châssis, ils sont généralement utilisés dans la construction de plafonds d'entrepôts, de bâtiments industriels, de hangars d'avions, d'églises, de stades, de ponts ou de systèmes de poutres.

Classifications des types de fermes

-Selon sa fonction d'équilibre

Une ferme peut être totalement isostatique ou statiquement déterminée par rapport à la balance mécanique appliquée à la forme extérieure de la structure. Il en va de même pour les éléments internes, qui sont évalués dans leurs réactions et leurs efforts pour connaître leur stabilité. Les catégories résultant de cette évaluation ont été établies comme suit:

a) isostatique

Ce concept fait référence à une sorte de structure qui peut être analysée à travers les principes et les formules permettant de faire connaître les valeurs statiques. Comme mentionné, sa nature est déterminée de manière statique, de sorte que l'élimination de certains des composants qui se joignent à la trame en tant que telle provoquerait une défaillance catastrophique de l'ensemble du système.

b) hyperesthatiques

L'essence de ce type de configuration réside dans son état d'équilibre, ce qui signifie que le moment de flexion a une valeur égale à 0 dans chacune des barres composant le système.

Malgré cette condition, la ferme peut présenter des conditions d’instabilité en raison du type de conception à nœuds fixes pouvant ressembler à une structure isostatique.

-Selon sa conformation

Ce type de ferme a une structure plate composée de nœuds articulés et se présentant sous plusieurs formes:

a) simple

Cette ferme est une conformation définie statiquement, donc le nombre de tiges et le nombre de joints articulés doivent satisfaire à la formule appropriée. Il présente la forme connue d'un triangle et son calcul est basé sur la statique graphique et l'équilibre des nœuds.

b) composite

Comme le précédent, ils présentent une structure à détermination statique qui peut être conçue à partir de 1 ou 2 simples fermes. Dans ce cas, les deux structures sont reliées par une barre supplémentaire en un point commun, de sorte qu'elles restent fixes. Ils peuvent également inclure 3 barres supplémentaires ou un cadre interne qui répond aux critères d'équilibre.

c) complexe

Comme ils appartiennent à la catégorie des hyperstatiques, leur différence est qu’ils n’excluent pas les modèles précédents et incluent le reste des géométries. Bien qu'il soit composé de joints fixes, son calcul peut être effectué à l'aide de la méthode de Heneberg ou de la méthode de la rigidité de la matrice. Le premier est plus approximatif, tandis que le second est beaucoup plus précis.

-Selon leur origine ou qui les a conçus

D'autre part, certaines fermes couramment utilisées portent le nom de leurs créateurs, qui les ont étudiées ou de la ville où elles ont été appliquées pour la première fois. Parmi eux, ils se démarquent:

a) Longue ferme

Cette variante est apparue en 1835 et est liée à Stephen H. Long. Il s'agit d'une conception dans laquelle les cordons horizontaux situés au-dessus et au-dessous sont reliés par des montants verticaux. L'ensemble est entouré de doubles diagonales et ressemble à un X entouré d'images.

b) la ferme de Howe

Bien qu’elle ait été utilisée auparavant, cette structure a été brevetée en 1840 par William Howe. Également connu sous le nom de Belgian, il utilise des montants verticaux entre le bourrelet supérieur et inférieur et est appliqué beaucoup sur le bois. Dans cette conception est composée de barres diagonales reçoivent la compression et d'autres verticales qui soutiennent la traction.

c) la ferme de Pratt

Créé par Caleb et Thomas Pratt en 1844, il s’agit d’une variante du modèle précédent mais avec un matériau plus résistant: l’acier. Il diffère de la structure de Howe dans la direction des barres, qui forment un V. Dans ce cas, les barres verticales reçoivent la compréhension et les diagonales sont soumises à une traction.

d) la ferme de Warren

Breveté en 1848 par les Anglais Willboughy Monzoni et James Warren, cette structure se caractérise par la formation de triangles isocèles ou équilatéraux, donnant la même longueur aux diagonales. Les forces de compression et de traction sont présentes dans ces éléments croisés en raison de l'application de charges verticales dans les nœuds supérieurs.

e) Truss K

Il s’applique généralement à la conception des ponts et doit son nom à l’orientation d’un élément vertical en combinaison avec les parties obliques. Il se présente sous la forme de triangles partant du centre et sa conception permet d’améliorer les performances des diagonales comprimées.

f) Baltimore Truss

Un autre modèle caractéristique des ponts de cette ville. Intègre davantage de soutien dans la partie inférieure de la structure. Cela empêche l’effondrement par compression et contrôle la distension. Ses sections ressemblent à 3 triangles en 1 reliés par une barre horizontale.

Il est important de noter que bien que ces structures puissent être à la fois triangulaires et rectangulaires. Ceci est clairement illustré dans les toits à pignon, les toits en ciseaux et les toits volants.

Lors de l'utilisation des montants, l'intégration de ces éléments verticaux dans les ponts, les plafonds et les voûtes lui donne un aspect légèrement plus carré.