LES PANNES

Définition: Les pannes ont pour fonction de supporter la couverture et de transmettre aux éléments porteurs les efforts subis par celle-ci. Disposées à entraxe constant ou non (à cause par exemple de la neige accumulée), elles sont sauf exceptions dûment justifiée jumelées au faîtage et peuvent être renforcées en rive pour reprendre des efforts dus au vent (panne sablière dite poutre au vent, qui reprend les efforts de vents sur le pignon et la traînée induite sur le bâtiment).

• profilés: section de 80 à 140, portée de 4 à 6m
• composés à âmes pleines (PRS): pour les grandes portées ; elles peuvent être remplacées dans certains cas par des poutres ajourées.
• Profilés à froid: légers, mais peu résistant au déversement, ils peuvent être soumis à des effets de torsions (profilés Z)
• Treillis: presque plus utilisés, sauf parfois pour les grandes portées.

Technologie: les pannes sont posées sur les fermes et assemblées par boulonnage sur celles-ci au moyen de pièces en équerres dites échantignolles. On peut aussi éventuellement boulonner les ailes des pannes sur les fermes. Dans le cas où une échantignolle ne suffiraient pas (toiture de plus de 30°) on peut aussi rajouter un boulonnage du coté opposé à celle-ci.  Pour éviter leur déversement dans leur plan de plus faible inertie on les liaisonne à la moitié ou au tiers de la portée par des liens.

Entraxes de pannes: de 1m (plaques ondulées fibre-ciment) à 4m (tôles profilées)

Pannes disposées verticalement: c’est la meilleure solution pour l’équilibre car les charges importantes agissent verticalement dans le plan de l’âme. Néanmoins la construction est plus onéreuse.

Longueurs des pannes entre appuis (entraxes des fermes): de 6 à 9m (pannes en profilés laminés) à 12 à 15m (pannes treillis). A noter qu’avec des profilés minces formés à froid des portées bien plus grandes sont possibles

Pannes inclinées: cette solution facilite grandement la construction, mais les pannes sont sollicitées à la flexion déviée, d’où nécessité d’une attache par échantignolle (Cleat).

On distingue:

• pannes isostatiques sur deux appuis (Isostatic purlins)
• pannes hyperstatiques sur trois appuis ; l’appui du milieu étant le plus chargé, on place les le plus souvent les pannes en quinconce pour éviter d’avoir des fermes surchargées.
• Pannes continues (Continuous purlins): pour réduire flèches et sections
• Pannes en cantilever : elles présentent les avantages de poutres continues en en minimisant les inconvénients (plutôt pour ouvrages d’art type pont).

Détermination:

Résistance:  

A noter que la flexion suivant l’axe faible ne se développe pas si la couverture est considérée comme un diaphragme ; toutefois ce n’est généralement pas le cas et on doit prendre en compte la flexion déviée.

Eventuellement, si la panne participe à la stabilité d’ensemble du bâtiment, on doit prendre en compte un effort normal et calculer la panne à la flexion composée.

A noter que si la panne a une forme non symétrique (e.g. C) les actions ascendantes peuvent générer un couple réparti de torsion dans les pannes.

Flèche:  sous l’action des efforts maximaux mais non pondérés.

La condition de flèche est le plus souvent déterminante. Si un profil passe en contrainte mais non en flèche, deux solutions sont possibles :

• augmenter le profil, mais on augmente le coût
• on conserve la section initiale, mais on double sa longueur. Cela réduit la flèche, mais la panne n’est plus isostatique. Toutefois cette solution n’est adoptable que pour des longueurs d’une dizaine de mètres, au delà en effet les pannes risquent de se tordre et de déverser au montage. Il faut de plus penser à monter les pannes en quinconce car les réactions d’appuis deviennent différentes.

Pannes en profilés à froid (Cold Rolled Sections): il faut toujours vérifier :

• déversement
• voilement
• non plastification de l’acier
• stabilité sous l’action de deux charges unitaires de 100DaN  au tiers de la portée des pannes, correspondant au poids de deux hommes et de leur matériel de travail (NF P.06-001). cette condition est toujours vérifiée pour les profilés IPE, mais pas forcément pour les profilés à froid.

Nota: Les profilés en Z présentent l’avantage d’être emboîtables, ce qui permet de résoudre simplement les problèmes de continuité sur appuis.

Liens (Sag Bars): les liens sont généralement sollicités en traction et sont constitués par des plats pliés fixés sur ou sous les pannes ou par des tiges filetées traversant les âmes des pannes au milieu ou au tiers de la portée. Dans le cas de compression on utilise une cornière fixée à la semelle inférieure de la panne. Pour des questions de montage on est amené à placer les liens en quinconce.

Les composantes de charges parallèles à la paroi portée sont transmises de la semelle extérieure des pannes aux liernes sollicitées à l’effort normal d’une part, et à la flexion d’autre part due à l’excentrement entre la semelle supérieure et l’axe neutre de la lierne

Liens de faîtage : les pannes faîtières peuvent être liaisonnées par un plat plié ; lorsque les versants sont égaux et que les efforts sont moyens, cette solution reste acceptable. Néanmoins il y a risque d’efforts verticaux importants résultants des charges symétriques des versants. Il est parfois préférable d’utiliser des bretelles.

Bretelles (Diagonal Tie Wire): afin de ne pas solliciter excessivement les pannes faîtières par une concentration de charges verticales dues aux liens de versants, les efforts sont repris au niveau de l’avant dernière panne par des bretelles qui les rattachent directement aux fermes.

Nota: pour les fortes pentes les efforts normaux induits dans les liens et bretelles peuvent être assez conséquents.