Si vous êtes ingénieur ou étudiant en ingénierie, vous en savez probablement beaucoup sur les aspects techniques de la conception et de la construction d'un bâtiment.
Mais vous êtes-vous déjà arrêté pour réfléchir à la façon dont le cadrage a changé au fil du temps ? Entrez l'encadrement par ballon, une méthode qui était autrefois courante mais qui n'est pas autant utilisée dans les projets de construction modernes.
Même si elle n'est plus aussi utilisée qu'avant, la charpente en ballon est toujours une partie importante de l'histoire de l'ingénierie qui peut nous en apprendre beaucoup sur la façon dont la conception des bâtiments a changé au fil du temps.
Alors, que vous soyez un ingénieur expérimenté ou que vous débutiez, préparez-vous à remonter le temps et à tout apprendre sur le cadrage de ballon et comment il s'intègre dans le monde de l'ingénierie.
Introduction au cadrage de ballons
Définition formelle:
Charpente pour un bâtiment dans lequel chaque poteau est d'une seule pièce du toit à la fondation.
Cadrage de ballon vs cadrage de plate-forme
La façon dont les poteaux sont mis en place est la principale différence entre le cadre du ballon et celui de la plate-forme.
Dans la charpente en ballon, les poteaux vont de la fondation à la plaque de chevron en une seule ligne.
Dans l'ossature de plate-forme, cependant, les poteaux de chaque étage sont séparés.
Cela facilite la propagation du feu dans les cadres de ballons car cela crée une portée continue.
D'autre part, la charpente de la plate-forme utilise des pièces de bois plus courtes car chaque étage est construit séparément puis placé au-dessus de l'étage en dessous.
Cela crée un pare-feu indispensable.
Encadrement de ballon
Dans la charpente en ballon, on utilise de longs bois qui vont du sol au toit.
De la fin des années 1800 au milieu des années 1900, cette méthode de construction a été beaucoup utilisée aux États-Unis et au Canada.
Lorsque vous voulez un plafond voûté, une grande cheminée ou un foyer ouvert sur deux étages, la construction en ballon est un bon choix.
Il réalise de longues portées sans interruption, ce qui facilite la propagation d'un incendie.
Mais les fissures dans la cloison sèche sont peu probables avec la construction en ballon, ce qui la rend plus durable.
Encadrement de plate-forme
Le processus de construction d'un cadre de plate-forme est plus facile que la construction d'un ballon.
C'est aussi un moyen plus rapide de construire en raison de la façon dont c'est fait.
Un bâtiment est construit sur une fondation solide, puis le premier étage est utilisé comme plate-forme pour construire l'étage suivant.
Le cadrage de la plate-forme est un bon moyen d'économiser de l'argent, car les 2x4 plus courts coûtent moins cher par pied que les plus longs.
L'ossature de plate-forme est plus sûre que l'ossature de ballon car chaque étage ajouté donne un pare-feu indispensable.
Le cadrage en ballon vaut-il vraiment le risque ? Démystifier le mythe de cette technique de construction des années 1800
Toujours difficile à comprendre ? Je change un peu le point de vue :
Vous voulez rendre votre prochain projet de construction plus intéressant ? Ne vous inquiétez pas des matériaux ou des conceptions de haute technologie.
Au lieu de cela, vous pouvez essayer le cadrage en ballon, qui existe depuis les années 1800.
Parce que qui a besoin de sécurité ou de stabilité quand vous pouvez avoir tous vos montants en une seule pièce, du toit à la fondation, n'est-ce pas ?
D'accord, c'était juste une blague faite pour ressembler à une publicité télévisée.
Revenons maintenant à l'explication.
Évolution des pratiques d'encadrement
Avant l'invention de la charpente en ballon, la plupart des maisons aux États-Unis étaient construites avec des poteaux et des poutres.
De lourdes poutres et colonnes en bois étaient reliées les unes aux autres par des joints à mortaise et à tenon, et des éléments de plancher étaient placés entre les poutres.
Les cabanes en rondins étaient une autre option, qui utilisaient encore plus de bois mais ne nécessitaient pas autant de compétences ou de sciage.
Invention des clous et du bois fabriqués à la machine
Au début des années 1800, les clous fabriqués à la machine et le bois coupé à la machine ont rendu possible l'encadrement de ballons.
Cette méthode utilise de longs 2" x 4" verticaux pour les murs extérieurs.
Cette méthode était moins chère et plus rapide que la construction à poteaux et poutres car elle utilisait des charpentiers moins qualifiés et était beaucoup plus légère que la construction à poteaux et poutres.
Montée du cadrage de ballons
Le cadrage en ballon a été réalisé avant que la technologie et les outils ne deviennent aussi performants qu'ils le sont aujourd'hui.
Il est donc difficile de fabriquer des panneaux muraux et de les installer sur place.
Mais il s'est rapidement propagé en Amérique du Nord des années 1830 au milieu des années 1950 parce qu'il était moins cher et fonctionnait mieux.
La charpente en ballon utilisait des morceaux de bois plus longs, ce qui permettait de construire des portées sans aucune rupture.
Cela en a fait un choix populaire pour les plafonds voûtés, les hautes cheminées et les foyers à deux étages sans murs entre les étages.
Chute de ballon Encadrement
Même si la charpente en ballon était populaire, elle n'est plus utilisée dans la construction moderne car elle manque d'intégrité structurelle et n'est pas sûre.
Les incendies de maison ont été aggravés par l'encadrement des ballons car il n'y avait pas de coupe-feu entre les étages, ce qui est un problème de sécurité majeur.
De plus, le code résidentiel international (IRC) de 2006 n'autorise pas l'encadrement de ballons car il n'est pas assez solide.
Il a depuis été remplacé par des techniques telles que le cadrage de plate-forme et les techniques de cadrage avancées, qui sont plus efficaces et plus économiques.
Avantages et inconvénients du cadrage ballon
La charpente en ballon est une ancienne façon de construire en bois.
Il s'agit de construire des charpentes légères en bois autour de poteaux qui vont du haut vers le bas d'un bâtiment.
Le toit est composé de solives de plafond horizontales et de chevrons inclinés qui forment une ferme.
L'un des avantages de la charpente en ballon est qu'il n'y a pas beaucoup de rétrécissement vertical, ce qui signifie que la maison se tassera moins avec le temps.
Mais le bois utilisé dans la charpente des ballons est gros et difficile à déplacer, et les espaces creux dans les murs facilitent la propagation rapide des incendies.
D'autre part, l'ossature de plate-forme est une façon plus moderne de construire.
Dans cette méthode, une structure est construite et bien soutenue par une fondation.
Le deuxième étage est ensuite construit en utilisant le premier niveau comme base.
Le cadrage de plate-forme présente plusieurs avantages par rapport au cadrage de ballon.
Simplicité et rentabilité
Il est plus facile à construire qu'un ballon, il peut donc être mis en place rapidement et avec moins de problèmes.
La méthode utilise également des morceaux de bois plus courts pour chaque étage, ce qui permet d'économiser de l'argent par rapport à l'utilisation de morceaux plus longs.
Sécurité
L'ossature de plate-forme est plus sûre que l'ossature de ballon car chaque étage ajoute un pare-feu indispensable.
Parce que la charpente des ballons a des espaces creux dans les murs, le feu peut se propager rapidement entre les étages.
Fissuration des cloisons sèches
De plus, les cloisons sèches sont moins susceptibles de se fissurer dans les bâtiments à ossature de plate-forme que dans les bâtiments à ossature de ballon.
Avec la charpente en ballon, il n'y a pas de rupture entre les travées, ce qui facilite la propagation du feu.
Au fil du temps, cela peut entraîner le tassement du bâtiment, ce qui peut provoquer des fissures dans les cloisons sèches.
Renforcement et mises à jour de l'encadrement des ballons
Il existe plusieurs façons de rendre les cadres de ballons plus solides ou de les mettre à jour afin qu'ils respectent les codes du bâtiment actuels.
Entre les poteaux, vous pouvez placer des matériaux résistants au feu comme des plaques de plâtre ou un isolant en laine minérale.
Cela peut rendre plus difficile la propagation des incendies à l'intérieur des murs.
L'installation de gicleurs peut également aider à éteindre les incendies et à empêcher leur propagation.
Blocage horizontal
Une autre option consiste à placer des blocages horizontaux entre les poteaux à intervalles réguliers pour empêcher le feu de se propager dans le mur à travers des espaces cachés.
Le blocage horizontal peut également aider à maintenir la structure stable en empêchant les montants de se déformer ou de se tordre avec le temps.
Conformité aux codes et règlements locaux du bâtiment
Il est important de se rappeler que toute modification apportée à un bâtiment qui existe déjà doit respecter les codes et règles de construction locaux.
Ceci est fait pour s'assurer que le bâtiment est sûr et conforme au code.
Avant d'apporter des modifications, il peut être nécessaire de parler à un ingénieur ou à un architecte professionnel agréé pour s'assurer qu'elles sont conformes aux codes et règles locaux.
Murs porteurs dans les structures de pignon à ossature de ballon
Les murs qui soutiennent une structure de pignon à ossature de ballon sont constitués de 2x4 ou 2x6.
Ces murs supportent les charges verticales et horizontales de la structure, telles que le poids du toit, des sols et des meubles ou des personnes qui y vivent.
La plupart du temps, les murs porteurs sont les murs extérieurs qui vont de la fondation au toit.
La plupart des murs intérieurs ne sont pas conçus pour supporter le poids de la structure, ils ne supportent donc aucune charge.
Encadrement de ballon pour les deuxièmes étages
Avec l'ossature en ballon, les poteaux muraux s'étendent sur toute la hauteur des murs extérieurs, des appuis de boue aux plaques de toit.
Cela permet de construire des deuxièmes étages.
Avant l'arrivée de la charpente de plate-forme dans les années 1950, cette méthode était beaucoup utilisée.
De longues planches verticales de 2 "x 4" sont utilisées pour les murs extérieurs, et les solives de plancher du deuxième étage sont généralement clouées à ces montants.
Risque d'incendie
Cette méthode a cependant été critiquée car il n'y a pas de coupe-feu entre les étages.
Sans coupe-feu, un incendie peut se propager rapidement à travers les espaces vides des murs.
Lors de la réparation d'une vieille maison avec un cadre en ballon, un pare-feu peut être ajouté pour faire face à ce problème.
Le pare-feu est constitué d'éléments de charpente horizontaux qui s'étendent perpendiculairement aux montants et empêchent le feu de se propager à travers les cavités murales.
Blocage du feu dans le cadre du ballon
Les deux manières différentes de construire en bois sont appelées "ossature ballon" et "ossature plate-forme".
La principale différence entre les deux est que dans la charpente en ballon, les montants vont de la fondation aux chevrons, tandis que dans la charpente de la plate-forme, les montants de chaque étage sont séparés.
Blocage du feu dans l'ossature de la plate-forme
Dans l'ossature de plate-forme, le pare-feu est généralement placé horizontalement entre les poteaux.
Cela crée une barrière qui empêche le feu de se propager entre les cavités murales.
Ce pare-feu est nécessaire à intervalles réguliers, généralement tous les 10 pieds environ.
Blocage du feu dans le cadre du ballon
Dans la charpente en ballon, en revanche, il n'y a pas de coupe-feu entre les étages car les poteaux vont du sol au toit.
Cela crée des portées continues sans aucune interruption et rend la charpente du ballon plus susceptible de prendre feu, ce qui est dangereux.
Pour résoudre ce problème, un pare-feu supplémentaire peut être ajouté aux murs à ossature de ballon, comme un blocage horizontal entre les montants ou une isolation en laine minérale, pour aider à empêcher le feu de se propager.
En conclusion, la charpente en ballon a moins de retrait vertical, mais comme elle n'a pas de protection contre le feu, elle peut constituer un risque d'incendie.
Par rapport à la construction en ballon, la charpente de la plate-forme utilise moins de bois et est automatiquement ignifuge.
Cela rend la mise en place plus facile et plus sûre.
Avant d'apporter des modifications à un bâtiment existant, il est important de suivre les codes et réglementations du bâtiment locaux et de parler à des professionnels agréés.
Identifier et réparer le cadre du ballon
Pour savoir si une maison a une charpente en ballon, recherchez de longs 2 "x 4" verticaux qui vont du seuil au-dessus de la fondation au toit sans s'arrêter.
Le style de la maison et l'utilisation de planches épaisses pour le revêtement extérieur sont également des signes.
Réparation et mise à jour de l'encadrement des ballons
S'il s'avère qu'une maison a une charpente en ballon, elle peut nécessiter des mises à jour ou des réparations pour des raisons de sécurité ou pour respecter les codes du bâtiment.
Certains d'entre eux sont :
Les coupe-feu sont des pièces de bois qui sont placées entre les poteaux pour ralentir la propagation du feu.
- Installation de matériaux résistants au feu : Des plaques de plâtre ou une isolation en laine minérale peuvent être placées entre les montants pour améliorer la résistance au feu.
- Ajout de blocage horizontal : Entre les poteaux, vous pouvez placer des blocages horizontaux à intervalles réguliers pour empêcher le feu de se propager à travers les espaces cachés des murs.
- Respecter les codes et règles de construction locaux : Il est important de s'assurer que toute modification apportée à un bâtiment existant respecte les codes et règles de construction locaux.
Il peut être nécessaire de parler à un ingénieur ou à un architecte professionnel agréé.
Les systèmes de gicleurs peuvent aider à contrôler les incendies et à empêcher leur propagation.
Il est important de se rappeler que les mises à jour et les réparations nécessaires à la sécurité et à la légalité doivent être effectuées par des professionnels agréés.
Pour s'assurer que les modifications apportées à la structure sont sûres et efficaces, les codes et règles du bâtiment locaux doivent être suivis à la lettre.
Plate-forme vs cadre de ballon
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Cas d'utilisation
| Utilisé dans: | Description: |
|---|---|
| Préservation de l'histoire : | De nombreux bâtiments plus anciens ont été construits avec une charpente en ballon, et lors de réparations ou de rénovations, il peut être nécessaire ou souhaitable de conserver les méthodes de construction d'origine. Dans ces situations, le cadrage en ballon peut être le meilleur moyen de conserver la vérité et l'intégrité de l'histoire. |
| Économies de coûts: | Dans certains endroits où le coût de la main-d'œuvre est faible, la charpente en ballon peut encore être un moyen peu coûteux de construire. Cela est particulièrement vrai dans les endroits où les règles de construction ne sont pas aussi strictes ou où les incendies ne se produisent pas souvent. |
| Design unique: | Avec la charpente en ballon, les murs peuvent être plus longs et plus hauts sans avoir à avoir de points d'appui au milieu. Cela peut être utile dans les conceptions qui nécessitent de grands espaces ouverts ou de hauts plafonds, car cela élimine le besoin de murs ou de colonnes qui supportent du poids. |
| Construire dans des lieux isolés : | Dans certains endroits éloignés où il est difficile d'accéder ou de déplacer des matériaux de construction traditionnels, l'encadrement de ballons peut être une bonne option. La méthode nécessite peu de matériaux et peut être assemblée avec des outils à main, ce qui en fait un bon choix pour la construction dans des zones reculées ou dans des endroits sans électricité. |
| Ce que veut le propriétaire : | Dans certains cas, un propriétaire de bâtiment peut aimer l'apparence ou la sensation d'un bâtiment à ossature de ballon. Même si ce n'est peut-être pas le choix le plus pratique, c'est toujours une bonne option pour les personnes qui se soucient plus de l'apparence de quelque chose que de toute autre chose. |
Conclusion
Alors que nous arrivons à la fin de notre discussion sur l'encadrement des ballons, il est clair que cette méthode de construction autrefois populaire a été de moins en moins utilisée.
Mais cela ne veut pas dire que cela n'a rien à voir avec aujourd'hui.
Lorsque nous examinons l'histoire de la charpente en ballon, nous pouvons en apprendre beaucoup sur la façon dont la conception des bâtiments a changé au fil du temps et sur la façon dont les pratiques d'ingénierie ont également changé.
Peut-être le plus important, l'encadrement de ballons montre que même les techniques de construction les plus connues et les plus durables peuvent changer à mesure que de nouveaux défis et opportunités se présentent.
Ainsi, lorsque vous étudiez ou travaillez en ingénierie, gardez l'esprit ouvert et n'oubliez pas les leçons du passé.
Ils peuvent être la clé de l'avenir.
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