Calcul du système de chevrons: méthodologie de calcul manuel et automatisation

 Calcul du système de chevrons: méthodologie de calcul manuel et automatisation

Le toit de la maison est une continuation architecturale du bâtiment, qui forme son apparence. Par conséquent, il doit être beau et conforme au style général de construction. Mais en plus de remplir des fonctions esthétiques, le toit doit protéger de manière fiable la maison de la pluie, de la grêle, de la neige, des rayons ultraviolets et d'autres facteurs climatiques, c'est-à-dire créer et protéger des conditions de vie confortables dans la maison. Et cela n'est possible qu'avec un système de chevrons correctement équipé - la base du toit, dont le calcul est souhaitable même au stade de la conception.

Quels facteurs sont pris en compte lors du calcul du système de chevrons

Les charges affectant le système de chevrons sont classées comme suit.

  1. Variables - elles affectent le système de chevrons à une certaine période. Par exemple, les charges de neige n'affectent les chevrons qu'en hiver. À d'autres moments de l'année, leur impact est minime ou inexistant. En plus des charges de neige, ce groupe comprend les charges de vent, ainsi que le poids des personnes desservant le toit - nettoyage, déneigement, réparations, etc.

    Les charges de neige sont variables, c'est-à-dire celles qui affectent le système de chevrons de façon saisonnière

  2. Permanent - affecte le système de chevrons quelle que soit la saison. Cela comprend le poids du gâteau de toiture et les équipements supplémentaires qui devraient être installés sur le toit - pare-neige, antennes, aérateurs ou turbines pour la ventilation forcée et autres dispositifs.

    Les charges permanentes sur les chevrons comprennent le poids du gâteau de toiture et des équipements supplémentaires installés sur le toit.

  3. La force majeure est un type particulier de charges qui sont prises en compte dans les situations d'urgence, l'activité sismique, les modifications de la structure du sol, les explosions ou les incendies.

Étant donné que les effets mortels, ainsi que le poids des personnes et des équipements de toiture, qui est inconnu quand et ce qui sera installé, est plutôt problématique à prévoir et à calculer, il est plus facile d'agir - un facteur de sécurité de 5 à 10% est ajouté à la valeur totale des charges calculées.

Le système de chevrons est calculé indépendamment selon une méthode simplifiée, car il est impossible de prendre en compte les facteurs aérodynamiques et de correction, les courbures du toit, la dérive de la neige par le vent, sa répartition inégale sur la surface et d'autres facteurs affectant le toit en réalité sans connaissance de la théorie de la résistance des matériaux.

La seule chose à retenir est que les charges maximales calculées sur le système de fermes de toit doivent être inférieures au maximum autorisé selon les normes.

Vidéo: choisir le bois - que rechercher

Calcul des charges sur le système de chevrons

Lors du calcul des charges sur la charpente du toit, il faut être guidé par les normes, en particulier, SNiP 2.01.07–85 «Charges et impacts» avec modifications et ajouts, SNiP II-26–76 * «Toits», SP 17.13330. 2011 "Toits" - édition mise à jour SNiP II-26–76 * et SP 20.13330.2011.

Calcul de la charge de neige

La charge sur le toit due à la chute de neige est calculée par la formule S = µ ∙ Sgoù:

  • S - charge de neige calculée, kg / m²;
  • µ est un facteur de correction qui dépend de la pente du toit et est pris pour passer du poids de la couverture de neige au sol à la charge sur la couverture;
  • Sg - charge réglementaire pour une région déterminée, déterminée par une carte spéciale incluse dans l'ensemble de règles sous le numéro 20.13330.2011.

    L'ensemble du territoire de notre pays est divisé en plusieurs régions, dans chacune desquelles la valeur normative de la charge de neige a une valeur fixe.

Les valeurs standard de la charge de neige sont déterminées selon le tableau suivant.

Tableau: valeurs de charge de neige standard selon la région

Numéro de régionjeIIIIIIVVVIViiVii
Sg, kg / m²80120180240320400480560

Pour effectuer le calcul, vous devez connaître le coefficient µ, qui dépend de la pente des pentes. Par conséquent, tout d'abord, vous devez déterminer l'angle d'inclinaison α.

Avant de fabriquer le système de chevrons, vous devez calculer la charge de neige pour une zone spécifique en utilisant les données standard et un facteur de correction en fonction de l'angle d'inclinaison du toit

La pente du toit est déterminée par une méthode de calcul basée sur la hauteur souhaitée du grenier / grenier H et de la longueur de portée L. À partir de la formule de calcul d'un triangle rectangle, la pente de la pente est égale au rapport de la hauteur de la pente entre le faîtage et les poutres du plancher à la moitié de la portée, soit tg α = N / (1/2 ∙ L).

La valeur de l'angle par sa tangente est déterminée à partir d'une table de consultation spéciale.

Table: détermination de l'angle par sa tangente

tg αα, deg.
0,2715
0,3620
0,4725
0,5830
0,735
0,8440
145
1,250
1,455
1,7360
2,1465

Le coefficient µ est calculé comme suit:

  • pour α ≤ 30 ° µ = 1;
  • si 30 ° <α <60 °, µ = 0,033 ∙ (60 - α);
  • à α ≥ 60 ° µ est pris égal à 0, car la charge de neige n'est pas prise en compte.

Considérons l'algorithme de calcul de la charge de neige à l'aide d'un exemple. Disons qu'une maison est en cours de construction à Perm, a une hauteur de faîte de 3 m et une portée de 7,5 m.

  1. Sur la carte des charges de neige, nous voyons que Perm est situé dans la cinquième région, où Sg = 320 kg / m².
  2. Nous calculons l'angle d'inclinaison du toit tg α = Н / (1/2 ∙ L) = 3 / (1/2 ∙ 7,5) = 0,8. D'après le tableau, nous voyons que α ≈ 38 °.
  3. L'angle α étant compris entre 30 et 60 °, le facteur de correction est déterminé par la formule µ = 0,033 ∙ (60 - α) = 0,033 ∙ (60 - 38) = 0,73.
  4. Trouvez la valeur de la charge de neige calculée S = µ ∙ Sg = 0,73 ∙ 320 ≈ 234 kg / m².

Ainsi, la charge de neige maximale possible (calculée) s'est avérée inférieure au maximum autorisé selon les normes, ce qui signifie que le calcul a été effectué correctement et répond aux exigences des textes réglementaires.

Calcul de la charge du vent

L'effet du vent sur un bâtiment se compose de deux éléments - une valeur moyenne statique et une pulsation dynamique: W = Wm + Wpoù Wm - charge moyenne, Wp - palpitant. SNiP 2.01.07–85 permet de ne pas prendre en compte la partie pulsée de la charge du vent pour les bâtiments jusqu'à 40 m de hauteur, à condition que:

  • le rapport entre la hauteur et la longueur de la travée est inférieur à 1,5;
  • le bâtiment est situé en ville, en forêt, sur la côte, dans la steppe ou dans la toundra, c'est-à-dire qu'il appartient à la catégorie «A» ou «B» selon un tableau spécial ci-dessous.

Sur cette base, la charge du vent est déterminée par la formule W = Wm = Wo ∙ k ∙ c, où:

  • Wm - charge standard sur les éléments structurels d'un bâtiment à une certaine hauteur (Z) de la surface du sol;
  • Wo - pression normative du vent, déterminée selon la carte zonée des charges de vent et la clause 6.5 du SNiP 2.01.07–85;

    Chaque localité appartient à l'une des huit régions, dans lesquelles la valeur normative de la charge de vent est fixée en fonction des résultats d'observations à long terme.

  • k - coefficient tenant compte de l'évolution de la charge de vent à la hauteur du toit pour un type de terrain particulier;
  • c - coefficient aérodynamique, qui prend une valeur en fonction de la forme du bâtiment de -1,8 (le vent soulève le toit) à 0,8 (le vent appuie sur le toit).

Tableau: la valeur du coefficient k pour différents types de terrain

Hauteur du bâtiment Z, mCoefficient k pour différents types de terrain
MAISDANSDE
≤ 50,750,50,4
101,00,650,4
201,250,850,55
401,51,10,8
601,71,31,0
801,851,451,15
1002,01,61,25
1502,251,91,55
2002,452,11,8
2502,652,32,0
3002,752,52,2
3502,752,752,35
≥4802,752,752,75
Noter:«A» - côtes ouvertes des mers, des lacs et des réservoirs, ainsi que des déserts, des steppes, des forêts-steppes, de la toundra;«B» - zones urbaines, forêts et autres zones, uniformément couvertes d'obstacles de plus de 10 m de haut;"C" - zones urbaines avec des bâtiments d'une hauteur de plus de 25 m.

Les forces du vent atteignent parfois des valeurs importantes.Par conséquent, lors de la construction d'un toit, une attention particulière doit être accordée à la fixation des pieds du chevron à la base, en particulier aux coins du bâtiment et au contour extérieur.

Tableau: pression du vent standard par région

Régions du ventIajeIIIIIIVVVIVii
Wo, kPa0,170,230,300,380,480,600,730,85
Wo, kg / m²1723303848607385

Nous revenons à notre exemple et ajoutons les données initiales - la hauteur de la maison (du sol à la crête) est de 6,5 m. Déterminons la charge du vent sur le système de chevrons.

  1. À en juger par la carte des charges de vent, Perm appartient à la deuxième région, pour laquelle Wo = 30 kg / m².
  2. Supposons qu'il n'y ait pas de bâtiments à plusieurs étages d'une hauteur de plus de 25 m dans la zone de construction, nous choisissons la catégorie de terrain "B" et prenons k égal à 0,65.
  3. Indice aérodynamique c = 0,8. Cet indice n'a pas été choisi par hasard - d'une part, le calcul se fait selon un schéma simplifié dans le sens du renforcement de la structure, et d'autre part, l'angle d'inclinaison des pentes dépasse 30 °, ce qui signifie que le vent appuie sur le toit (clause 6.6 SNiP 2.01.07-85), grâce à laquelle nous prenons comme base la plus grande valeur positive.
  4. La charge de vent standard à une hauteur de 6,5 m du sol est Wm = Wo ∙ k ∙ c = 30 ∙ 0,65 ∙ 0,8 = 15,6 kg / m².

En plus des charges de neige et de vent, la formation de glace et les fluctuations de température climatiques peuvent exercer une pression sur le système de chevrons. Cependant, dans la construction de faible hauteur, ces charges sont insignifiantes, car il y a généralement peu de dispositifs d'antenne-mât qui sous-tendent le calcul des forces de la glace sur les toits des maisons privées, et le système de chevrons est protégé des changements de température soudains avec des revêtements modernes qui ont une résistance au gel et une résistance à la chaleur élevées. Pour cette raison, la glace et les charges climatiques lors de la construction de maisons privées ne sont pas calculées.

Calcul de la charge sur le système de chevrons à partir du poids du toit

Avant de calculer la charge sur les chevrons à partir du poids du toit, considérez sa structure - une tarte à toiture, dont les couches sont divers matériaux qui exercent une pression sur les chevrons.

Un gâteau de toiture standard se compose de:

  • matériau de revêtement;
  • imperméabilisation, posée le long du bord supérieur des chevrons;
  • contre-lattes supportant le matériau d'étanchéité et créant un conduit de ventilation;
  • lattes rembourrées sur des contre-lattes;
  • isolation, posée entre les chevrons lors de la disposition d'un toit chaud et horizontalement entre les poutres de plancher pour les toits froids du grenier;
  • pare-vapeur, supportant son cadre et son matériau de revêtement.

    Les couches de la tarte de toiture situées au-dessus des chevrons exercent une pression sur le cadre du chevron et sont prises en compte lors du calcul de sa capacité portante

Pour certains revêtements, tels que les bardeaux bitumineux, une sous-couche et un tablier continu en contreplaqué imperméable ou en panneaux de particules sont ajoutés au gâteau de toiture.

Selon la méthode de calcul simplifié, toutes les couches du gâteau de toiture sont prises comme base pour le poids du toit. Naturellement, un tel schéma conduit à un renforcement de la structure, mais en même temps à une augmentation du coût de construction, car tous les matériaux n'exercent pas de pression sur les pieds des chevrons, mais uniquement ceux qui sont posés sur les chevrons - toiture, lattes et contre-lattes, imperméabilisation, ainsi qu'une doublure et un revêtement de sol solide, s'ils sont fournis par le projet. Par conséquent, afin d'économiser de l'argent sans sacrifier la fiabilité et la résistance, vous ne pouvez prendre en compte en toute sécurité que cette partie du toit.

L'isolation thermique n'exerce une charge sur les chevrons que dans deux cas:

  • lors de la pose de l'isolant entier ou d'une couche supplémentaire le long du bord supérieur des chevrons, en alternative ou en complément du placement inter-chevrons du matériau d'isolation thermique;

    L'isolation thermique renforcée le long des chevrons vous permet de vous débarrasser complètement des ponts froids, mais crée une charge supplémentaire sur le système de toiture

  • lors de l'aménagement d'une structure de toit avec des chevrons ouverts, ce qui permet non seulement d'éliminer autant que possible les ponts froids, mais également d'utiliser des chevrons comme éléments décoratifs dans la conception intérieure du grenier.

    Les chevrons délibérément ouverts créent un volume supplémentaire dans la pièce et lui confèrent plénitude, fonctionnalité et charme unique

N'oubliez pas les attaches pour la fixation mécanique, ainsi que les adhésifs mastic pour le collage solide ou partiel des couches du gâteau. Ils ont aussi du poids et exercent une pression sur les chevrons. Le calcul du tapis de toiture pour la force d'adhérence entre les couches est consacré à SP 17.13330.2011. Mais il est généralement utilisé par les concepteurs, et pour des calculs indépendants, il suffira d'ajouter un facteur de sécurité de 5 à 10% à la valeur finale, dont nous avons parlé au début de l'article.

Lors de la planification d'une construction, les développeurs ont généralement déjà au stade initial une idée du type de revêtement qui sera posé sur le toit et des matériaux qui seront utilisés dans sa construction. Par conséquent, vous pouvez connaître le poids du gâteau de toiture à l'avance en utilisant les instructions du fabricant et des tableaux de référence spéciaux.

Tableau: le poids moyen de certains types de toiture

Nom du matériauPoids, kg / m²
Ondulin4–6
Bardeaux bitumineux8–12
Ardoise10–15
Tuiles en céramique35–50
Carton ondulé4–5
Carreau de ciment-sable20–30
Tuile en métal4–5
Ardoise45–60
Revêtement de sol rugueux18–20
Chevrons et pannes en bois renforcés15–20
Des chevrons suspendus sous un toit froid10–15
Lattage et contre-lattage en bois8–12
Bitume1–3
Imperméabilisants polymère-bitume3–5
Matériel de toiture0,5–1,7
Films isolants0,1–0,3
Plaques de plâtre10–12

Pour déterminer la charge du toit sur le cadre du chevron (P), les valeurs requises sont additionnées. Par exemple, un toit incliné standard fait d'onduline exercera une pression sur le système de chevrons égale au poids de l'onduline, de l'imperméabilisation polymère-bitume, des lattes et des contre-lattes. En prenant les valeurs moyennes du tableau, nous obtenons que P = 5 + 4 +10 = 19 kg / m².

Le poids de l'isolant est également indiqué dans ses documents d'accompagnement, mais pour calculer la charge, il est nécessaire de calculer l'épaisseur requise de la couche d'isolation thermique. Il est déterminé par la formule T = R ∙ λ, où:

  • T est l'épaisseur du matériau isolant;
  • R est la résistance thermique normalisée pour une région spécifique selon la carte jointe au SNiP II-3-79;

    La carte de la résistance thermique normalisée est très importante pour calculer l'épaisseur de l'isolant, car elle aide à choisir le bon matériau d'isolation thermique, à réduire les pertes de chaleur et à améliorer le microclimat dans la maison.

  • λ est le coefficient de conductivité thermique de l'isolant.

Pour les constructions privées de faible hauteur, le coefficient de résistance thermique des matériaux d'isolation thermique utilisés ne doit pas dépasser 0,04 W / m ∙ ° C.

Reprenons notre exemple pour plus de clarté. Nous équipons le toit de chevrons décoratifs, lorsque toutes les couches du gâteau de toiture sont empilées sur le dessus et prises en compte lors du calcul de la charge sur le système de chevrons.

  1. Nous calculons l'épaisseur de l'isolant, par exemple, le rouleau de laine minérale Isover Classic avec un coefficient de conductivité thermique de 0,04. En utilisant la carte, nous déterminons la résistance thermique standard pour Perm - elle est égale à 4,49 et T = 4,49 ∙ 0,04 = 0,18 m.
  2. Dans les caractéristiques techniques du matériau, nous sélectionnons la valeur de densité maximale égale à 11 kg / m³.
  3. Déterminer la charge d'isolation sur le système de chevrons Pà = 0,18 ∙ 11 = 1,98 ≈ 2 kg / m².
  4. Nous calculons la charge totale du toit onduline sur le système de chevrons, en tenant compte du poids de l'isolant, ainsi que du pare-vapeur et des plaques de plâtre de finition: P = 5 + 4 + 10 + 2 + 0,2 + 11 = 32,2 ≈ 32 kg / m².
  5. Si le poids des chevrons est ajouté au résultat obtenu, la charge du toit sur la base du système de chevrons - le Mauerlat, est obtenue, car toutes les structures de toiture exercent une pression sur elle: P = 32 + 20 = 52 kg / m².

    Lors de la pose du gâteau de toiture sur les chevrons, le poids de toutes les couches est pris en compte pour calculer la résistance, y compris le pare-vapeur et la décoration intérieure

Pour résumer: le toit onduline exerce une charge sur le Mauerlat égale à 52 kg / m². La pression sur les chevrons, en fonction de la configuration du toit, est de 19 kg / m² avec une structure inclinée classique et de 32 kg / m² avec des chevrons décoratifs ouverts. À la fin, nous déterminons la charge totale Q en tenant compte des composantes neige et vent:

  • sur le système de chevrons (configuration inclinée normale) - Q = 234 + 15,6 + 19 = 268,6 kg / m². Tenant compte du facteur de sécurité de 10% Q = 268,6 ∙ 1,1 = 295,5 kg / m²;
  • sur le Mauerlat - Q = 234 + 15,6 + 54 = 303,6 kg / m². On ajoute une marge de sécurité et on obtient que Q = 334 kg / m².

Calcul de la longueur et de la section des éléments de la structure en treillis

Les principaux éléments porteurs de la structure de la toiture sont les poutrelles de chevron, le Mauerlat et les poutres de plancher.

Détermination des paramètres des poutres de chevrons

Vous pouvez calculer la longueur du chevron en utilisant le théorème de Pythagore pour un triangle composé d'une jambe de chevron, la hauteur de la crête et la moitié de la largeur de la travée du bâtiment.

Lors du calcul de la longueur des chevrons, à la valeur trouvée par le théorème de Pythagore, il faut ajouter la largeur du surplomb de l'avant-toit et au moins 3 cm pour le drain externe prévu

Pour notre exemple, la longueur du pied du chevron sera égale à c = √ (a² + b²) = √ (3² + 3,75²) = √23 ≈ 4,8 m. À la valeur trouvée, ajouter la largeur du surplomb de l'avant-toit, par exemple, 50 cm, et comment au moins 30 cm pour l'organisation d'un drain externe. Au total, la longueur totale des chevrons est de 4,8 m + 0,5 m + 0,3 m = 5,6 m.

Nous calculons la section transversale du bois pour la fabrication de pieds de chevrons, en nous concentrant sur les valeurs obtenues à la suite de calculs:

  • angle d'inclinaison α = 38 °;
  • pas des chevrons A = 0,8 m - standard pour une portée de 6 à 8 m;
  • longueur du chevron 5,6 m, tandis que sa section de travail Lmax nous le prendrons sur 3,5 m;

    Pour calculer la section à laquelle les chevrons ne se plieront pas sous des charges, il est nécessaire de sélectionner la section de travail maximale possible des chevrons - la distance entre la poutre de plancher et le serrage

  • matériau pour chevrons - pin de première qualité avec rayon de courbure Rexilé = 140 kg / cm;
  • toit d'une structure simple en pente recouverte d'onduline;
  • charge totale sur le système de chevrons Q = 295,5 kg / m².

Le principe de calcul sera le suivant.

  1. Déterminez la charge par mètre linéaire de chaque pied de chevron selon la formule → Qr = A ∙ Q = 0,8 ∙ 295,5 = 236,4 kg / m.

    Pour le bon choix de la section de bois, vous devez d'abord déterminer la charge sur chaque pied de chevron, qui est égale au poids des éléments situés au-dessus.

  2. Trouvez l'épaisseur et la largeur de la planche. Ici, nous sommes guidés par l'épaisseur de l'isolant, qui dans les structures de toiture conventionnelles est placé entre les chevrons. L'épaisseur de l'isolant thermique en rouleau de laine minérale que nous avons choisi est de 18 cm, ce qui signifie que la largeur de la planche pour les chevrons doit être au moins de cette valeur, soit au moins 20 cm. tailles de bois scié, nous sélectionnons l'épaisseur de panneau appropriée correspondant à ce paramètre. Nous prenons l'épaisseur la plus courante de 50 mm.
  3. Nous vérifions l'exactitude de la section sélectionnée en remplissant l'inégalité [3.125 ∙ Qr ∙ (Lmax³)] / [B ∙ H³] ≤ 1, où Qr - charge répartie en kg / m, Lmax Est la longueur de travail des chevrons en mètres, B est l'épaisseur et H est la largeur de la planche en centimètres. Valeurs numériques de substitution: [3,125 ∙ 236,4 ∙ (3,5³)] / [5 ∙ 20³] = 0,79 ≤ 1, c'est-à-dire que la condition de résistance de notre exemple est remplie, même avec une bonne marge. Par conséquent, la section de la planche 50x200 mm pour le pas de chevron sélectionné de 0,8 m est sélectionnée correctement.

Si l'inégalité n'est pas satisfaite, vous pouvez:

  • augmenter l'épaisseur de la planche;
  • réduire le pas des chevrons, bien que ce ne soit pas toujours pratique;
  • réduire la zone de travail des pieds des chevrons, si la configuration du toit le permet;
  • faire des entretoises.

Vidéo: calcul de la section transversale et du pas des chevrons

Naturellement, une augmentation de la section transversale entraînera une augmentation du volume de bois d'œuvre et une augmentation du coût du toit, par conséquent, la construction d'entretoises sur des toits de grandes portées est parfois beaucoup plus efficace. De plus, vous pouvez profiter du bois pour les chevrons d'une autre manière - pour augmenter la pente du toit et ainsi réduire la charge de neige. Mais toutes les méthodes d'économie sur les structures de toiture ne doivent pas aller à l'encontre du style architectural de la maison.

Les crémaillères et les entretoises confèrent à la structure en treillis une rigidité et une stabilité supplémentaires, ce qui est particulièrement important pour les toits de grande portée

Tableau: certificat de bois résineux scié selon GOST 24454-80

Épaisseur du panneau, mmLargeur de la planche, mm
1675100125150-----
1975100125150175----
2275100125150175200225--
2575100125150175200225250275
3275100125150175200225250275
4075100125150175200225250275
4475100125150175200225250275
5075100125150175200225250275
6075100125150175200225250275
7575100125150175200225250275
100-100125150175200225250275
125--125150175200225250-
150---150175200225250-
175----175200225250-
200-----200225250-
250-------250-

Il existe une autre version simplifiée du calcul de la section des planches pour les pieds de chevron en utilisant l'angle d'inclinaison, une épaisseur arbitraire et le rayon de courbure du bois. Dans ce cas, la largeur de la planche est calculée par les formules:

  • H ≥ 8,6 ∙ Lmax ∙ √ [Qr / (B ∙ Rexilé)] à α ≤ 30 °;
  • H ≥ 9,5 ∙ Lmax ∙ √ [Qr / (B ∙ Rexilé)] pour α> 30 °.

Ici H est la largeur de la section (cm), Lmax - longueur de travail maximale des chevrons (m), B - épaisseur arbitraire du panneau (cm), Rexilé - résistance du bois à la flexion (kg / cm), Qr - charge répartie (kg / m).

Revenons à notre exemple. Puisque l'angle d'inclinaison est supérieur à 30 °, nous utilisons la deuxième formule, où nous substituons toutes les valeurs: H ≥ 9,5 ∙ Lmax ∙ √ [Qr / (B ∙ Rexilé)] = 9,5 ∙ 3,5 ∙ √ [236,4 / (5 ∙ 140)] = 19,3 cm, soit H ≥ 19,3 cm. La largeur appropriée selon le tableau est de 20 cm. Selon nos données, l'épaisseur de l'isolation est de 18 cm, la largeur calculée de la planche de chevron est donc suffisante.

Vidéo: calcul du système de chevrons

Calcul des poutres de plancher et Mauerlat

Après avoir compris les chevrons, prêtons attention aux poutres Mauerlat et au sol, dont le but est de répartir uniformément la charge du toit vers les structures de support du bâtiment.

Mauerlat est l'élément principal du toit, sur lequel toute la structure du chevron exerce une pression, ce qui lui permet de résister à un poids impressionnant et de le répartir uniformément sur les murs du bâtiment

Il n'y a pas d'exigences particulières pour les dimensions du bois pour le Mauerlat et les poutres de plancher, vous pouvez donc utiliser le tableau suivant pour les calculs, après avoir recalculé pour la charge complète d'une structure particulière.

Tableau: coupe d'une barre pour la disposition des poutres de plancher et Mauerlat

Étape d'installation du faisceau, mLa section transversale de la poutre pour le Mauerlat et les poutres de plancher, en fonction de la longueur de portée et du pas d'installation des poutres à une charge complète de 400 kg / m²
2,02,53,04,04,55,05,56,06,57,0
0,675X10075X15075X200100X200100X200125X200150X200150X225150X250150X300
1,075X150100X150100X175125X200150X200150X225150X250175X250200X250200X275

Dans notre exemple, la pleine charge sur le Mauerlat est de 334 kg / m², nous allons donc aligner les données du tableau avec nos indicateurs: 334/400 = 0,835.

Nous multiplions ce coefficient séparément par l'épaisseur et la largeur des planches sélectionnées, en prenant comme base la valeur tabulaire 150X300, proche de la longueur de notre travée: 0,835 ∙ 150 = 125,25 et 0,835 x 300 = 250,5. En conséquence, nous obtenons le bois nécessaire pour le Mauerlat avec une section de 125X250 mm (les dimensions peuvent être légèrement arrondies vers le bas, en tenant compte du facteur de sécurité de dix pour cent). Les poutres de plancher avec une étape d'installation désignée sont calculées de la même manière.

Si les poutres de plancher sont installées en toute sécurité et ont des supports, des chevrons peuvent y être attachés, cependant, dans tous les cas, vous devez d'abord calculer combien ils sont capables de supporter le poids de l'ensemble du toit

Vidéo: calcul des poutres pour le pliage

Calcul du pas et du nombre de chevrons

La distance entre les chevrons adjacents s'appelle un pas. C'est un indicateur très significatif dont dépendent tous les travaux de toiture - la pose de matériaux isolants, le remplissage des lattes, la fixation de la couverture du toit. De plus, un pas de chevron calculé avec précision contribue à des économies dans la construction du toit et à la sécurité de son entretien ultérieur, sans parler de la résistance de la structure et de la durabilité.

Plus l'inclinaison des chevrons est déterminée avec précision, plus la charpente du toit sera fiable.

Le calcul du pas des chevrons est facile. Il existe de nombreuses calculatrices sur Internet qui peuvent faciliter la tâche et calculer le cadre du chevron. Mais nous essaierons de le faire manuellement, au moins pour avoir une idée élémentaire du système de chevrons et de ce qu'il en advient pendant le fonctionnement.

Vidéo: quel devrait être le pas des chevrons

L'emplacement des pieds du chevron dépend de nombreux paramètres, tels que:

  • configuration du toit - simple pente simple ou multi-pente complexe;
  • angle d'inclinaison;
  • charges totales;
  • type d'isolation;
  • la structure du système de chevrons - chevrons en couches, suspendus ou combinés;
  • type de caisse - solide ou clairsemée;
  • section de planches pour chevrons et lattes.

Presque tous les bâtiments ont des chevrons, même s'il s'agit d'une pergola classique, où ils remplissent une mission plus esthétique, leur marche est donc choisie arbitrairement.

Même les bâtiments les plus simples ont des chevrons, mais ils sont principalement utilisés à des fins décoratives, de sorte que le pas de chevron est choisi arbitrairement, en tenant compte du style du bâtiment

Les bâtiments résidentiels, dont les toits peuvent supporter de lourdes charges, sont une autre affaire. Ici, vous devez aborder le calcul de manière constructive, en tenant compte de tous les indicateurs affectant la résistance:

  • le nombre de chevrons est calculé à l'aide de la formule étape préliminaire longueur de mur / chevron + 1, le nombre fractionnaire est arrondi vers le haut;
  • l'étape finale est déterminée en divisant la longueur du mur par le nombre de chevrons.

Nous prenons comme base le pas optimal recommandé des chevrons de 1 m, puis, pour les murs d'une longueur de 7 m, 8 paires de chevrons sont nécessaires: 7/1 + 1 = 8, qui seront installés par incréments de 7 / 8 = 0,875 m.

Bien sûr, vous pouvez augmenter le pas des chevrons et économiser sur les matériaux en en installant un plus petit nombre et en renforçant la structure avec une caisse. Mais ici, il est nécessaire de prendre en compte les charges climatiques régionales, ainsi que le poids du revêtement de sol - dans les régions avec des rafales fréquentes et de fortes chutes de neige, le pas de chevron doit être réduit à 0,6-0,8 m. revêtements lourds tels que les carreaux d'argile. De plus, dans les zones enneigées du côté du vent, il est permis de monter des chevrons simples, mais à partir du bord sous le vent, où se forme un sac à neige, il est recommandé d'installer des structures appariées ou de remplir une caisse solide.

Une épissure correcte des chevrons en largeur (renfort) garantit la sécurité du système de chevrons dans diverses conditions de fonctionnement

Vidéo: renforcer les chevrons

Mais avec une pente de plus de 45 °, la distance entre les chevrons peut être augmentée à 1,5 m, car les dépôts de neige n'ont pas peur des pentes raides, la neige elle-même se détache du toit sous son propre poids. Par conséquent, lorsque vous calculez vous-même le système de chevrons, vous devez travailler avec des cartes de vent et de neige et ne pas vous fier uniquement à votre propre opinion.

Dans les régions enneigées avec des vents modérés, il est conseillé de faire des pentes raides, réduisant ainsi la charge de neige sur le toit due au roulement de neige spontané.

Dans une large mesure, le pas des chevrons est influencé par la qualité du bois, leur résistance à la flexion et la section sélectionnée. Le plus souvent, le bois de conifère est utilisé pour le dispositif du système de support, dont les propriétés et les caractéristiques d'utilisation sont prescrites dans les documents réglementaires. Pour une charpente constituée d'autres essences de bois, vous devrez appliquer le facteur de conversion indiqué dans le tableau 9 de l'ouvrage de A. A. Savelyev «Structures de toiture. Systèmes de toiture »(2009). En ce qui concerne la proportionnalité de la marche des chevrons et de la section, plus les pieds des chevrons sont longs, plus la section des planches ou des bûches doit être grande et la marche plus petite.

La distance inter-chevrons dépend également du choix de la toiture, du type de lattage, de la taille de l'isolation, de l'espace entre les poutres et les bouffées de plancher, ainsi que des charges sur les assemblages de chevrons. Il est nécessaire de prendre en compte toutes les nuances et de consacrer plus de temps aux calculs pour que les travaux ultérieurs sur l'installation du toit se passent sans problème.

Utilisation de systèmes de calcul automatique de toiture

À première vue, les calculs du système de chevrons semblent confus et difficiles avec de nombreux termes incompréhensibles. Mais si vous regardez de près et que vous vous souvenez du cours de mathématiques à l'école, toutes les formules sont tout à fait compréhensibles, même pour une personne sans éducation spécialisée. Néanmoins, de nombreuses personnes préfèrent les programmes en ligne simples, où il vous suffit de saisir des données dans un formulaire et d'obtenir le résultat.

Vidéo: calculer le toit avec une calculatrice gratuite

Pour des calculs plus approfondis, il existe des logiciels spéciaux, parmi lesquels le logiciel AutoCAD, SCAD, 3D Max et le programme gratuit Arkon méritent d'être signalés.

Vidéo: calcul de la toiture mansardée dans le programme SCAD - sélection des sections transversales des éléments

Le rôle de la structure à chevrons est de supporter le poids de toutes les charges, de les répartir uniformément et de les transférer sur les murs et les fondations. Par conséquent, la fiabilité, la sécurité, la longévité et l'attractivité de l'ensemble de la structure dépendent d'une approche réfléchie du calcul. Ce n'est qu'après avoir compris les détails de la disposition du cadre du chevron que vous pouvez faire vous-même les calculs, ou au moins vérifier la conscience de vos entrepreneurs et concepteurs, afin de ne pas trop payer sans le savoir. Bonne chance à toi.


Toit de hangar à faire soi-même étape par étape pour les maisons et les bâtiments

Le toit à une seule pente est toujours populaire. Il est utilisé pour de nombreuses dépendances, ainsi que pour la construction de petits chalets privés. Sans aucune difficulté particulière, un toit de hangar peut être assemblé de vos propres mains, étape par étape à l'aide de nos matériaux vidéo et photo, du développement du projet aux calculs jusqu'à la pose du revêtement.

Argousier (lat. Hippophae)

Plante photophile, préfère les endroits ouverts, mais pas balayés par le vent. Il doit être planté à une distance de 2,5 à 3 m les uns des autres. Pour que les plantes soient pollinisées efficacement, il doit y avoir un «mâle» pour 5 à 10 arbres «femelles».

En raison de la simplicité de la conception et de la facilité d'installation, les toits de hangar plat à faire soi-même sont fabriqués beaucoup plus souvent que les autres types de toiture. Ils sont toujours en demande pour la protection des dépendances et des bâtiments industriels, des entrepôts, des hangars, des ateliers, des garages et autres bâtiments, où l'aspect pratique et le faible coût prévalent sur les indicateurs esthétiques.

Structurellement, un toit à une seule pente n'est pas très différent d'un toit plat, mais il n'est pas situé horizontalement, mais en biais. Pour un bâtiment en construction, l'angle d'inclinaison est choisi en fonction des conditions climatiques spécifiques et des exigences de conception externe. Et pour les bâtiments existants, il est entièrement dicté par la conception de la partie supérieure du bâtiment.


Formes courantes de toits en pente

Si nous parlons de toits avec des pentes, alors leur angle d'inclinaison peut varier considérablement. En fonction de ce paramètre, on distingue les structures en pente douce et les structures escarpées. Les premiers d'entre eux sont sensibles à l'accumulation de sédiments à la surface, par conséquent, des exigences plus élevées sont imposées à l'étanchéité. Quant aux homologues froids, ils vous permettent de drainer efficacement l'eau.

La classification des toitures se fait également en tenant compte de la géométrie. Lors du choix d'une certaine forme, le calcul doit être pris non seulement des préférences esthétiques, mais également des caractéristiques climatiques de la région. De plus, les conditions d'exploitation jouent un rôle important. Ce n'est qu'après avoir choisi la forme du toit que vous pouvez essayer de calculer la hauteur de la crête.

Éléments de base de la partie supérieure à deux plans

Les structures les plus simples sont considérées comme ayant une pente inclinée. Les pieds du chevron reposent dans ce cas sur les murs extérieurs situés à différents niveaux. Ces toits sont principalement utilisés pour les dépendances, car ils ne nécessitent pas de gros investissements de fonds. Il est impossible d'aménager un grenier en dessous.

Les toits à pignon, parfois également appelés toits à pignon, sont plus courants. La conception est basée sur deux pentes reliées dans une crête. Ils forment un triangle des deux côtés, dont les deux côtés sont égaux. Une pièce supplémentaire peut être aménagée sous eux.

Les toits à quatre plans, sans pignon, méritent une attention particulière:

  • les structures de la hanche ont deux pentes en forme de trapèze et deux autres - en forme de triangles (elles sont le plus souvent utilisées dans les régions à vent fort, car leur forme est simplifiée)
  • les homologues de tente ont essentiellement des polygones réguliers (utilisés le plus souvent dans les mêmes conditions que les conceptions précédentes).

Conception structurelle du toit en croupe

En fait, il existe d'autres formes de toits, mais ils sont rarement utilisés dans la construction d'objets individuels, il n'est donc pas nécessaire de les mentionner.


Comment calculer correctement le toit en croupe?

Le calcul commence après la détermination de l'angle d'inclinaison du futur toit et la mesure de sa surface. Pour le premier paramètre, les facteurs déterminants sont les charges de vent dans la zone de construction de la maison et le poids du matériau de toiture.

Pour les régions soumises à de fortes charges de vent, le choix d'un angle d'inclinaison plus petit est la bonne décision, mais dans ce cas, le volume de l'espace sous le toit sera réduit en conséquence, ce qui ne permettra pas de créer un grenier ou un grenier à part entière. .

Pour les zones enneigées, une pente plus large est préférable pour empêcher la neige de s'accumuler sur le toit.

La toiture à membrane, bien qu'elle ne soit pas la plus populaire pour ce type de toit, n'a aucune exigence pour l'angle d'inclinaison.

Il n'est pas difficile de calculer l'aire d'un toit en croupe, à condition que toutes les dimensions soient connues. En outre, la connaissance du cours de géométrie est utilisée, à savoir, les sommes de l'aire de deux trapèzes et triangles égaux sont déterminées. Vous pouvez également utiliser un moyen plus simple - des calculatrices en ligne, mais la première option est préférable, car elle peut prendre en compte toutes les nuances de la conception.

Lors de la détermination de la longueur, il est important de ne pas se laisser guider par les dimensions de la maison elle-même, mais par la longueur de la corniche, car le toit suppose la présence d'un petit surplomb. Les données obtenues sont également importantes lors de l'achat de matériaux, mais dans ce cas, il faut garder à l'esprit que certains d'entre eux sont empilés avec un chevauchement.

Mais il faut garder à l'esprit que l'utilisation de matériaux de composition, par exemple des carreaux, est plus rentable, car elle vous permet d'éviter une grande quantité de déchets lors de la coupe, ce qui se produit souvent lors de l'utilisation de l'ardoise, du carton ondulé et d'autres matériaux en feuille. .


Calcul de toiture - des solutions simples à un problème complexe!

Lors de la construction d'un toit, vous ne pouvez pas économiser sur les matériaux afin qu'il n'y ait pas de fuites à l'avenir, mais il ne devrait pas y avoir de surplus, par conséquent, le calcul du toit doit être aussi précis que possible.

Qu'est-ce qui détermine le calcul du toit?

Si la maison est prête, il suffit de regarder son toit pour déterminer la portée des travaux de mesure. Des structures de chevrons simples signifieront des calculs faciles, par exemple, il ne sera pas difficile de comprendre comment calculer correctement un toit à pignon, sans parler d'un toit à pignon. Cependant, des options plus complexes sont également assez courantes. En particulier, un toit en croupe pyramidal, mansardé cassé ou demi-hanche créera certaines difficultés pour les débutants. Mais même une structure à plusieurs pignons couronnant un bâtiment peut être rapidement et, surtout, correctement calculée par rapport au coût des matériaux, si vous connaissez toutes les formules nécessaires.

Calculateur de toiture

Tout d'abord, il convient de rappeler que quel que soit le nombre de pentes du toit, toutes les surfaces sont soit déjà des formes géométriques simples, soit peuvent être divisées en elles. En outre, le calculateur pour calculer le toit nécessite d'opérer dans le processus de calcul avec des concepts tels que la zone de couverture réelle et effective. Le premier correspond aux dimensions propres de la feuille et le second tient compte du chevauchement de la rangée posée ci-dessus. En d'autres termes, une partie du matériau doit évidemment être soustraite, car elle chevauchera avec d'autres feuilles. Le pourcentage de pertes dépend de la pente de la pente et des caractéristiques du revêtement (il y a plus de déchets de tuiles métalliques que de matériau en rouleau).

Solution typique, comment calculer la surface du toit

L'option avec une ou deux pentes est la plus simple; pour calculer les dimensions, il suffit de connaître la longueur de la maison, la jambe du chevron, ainsi que le surplomb (corniche et façade). Si nous ajoutons et multiplions tout correctement, nous obtenons la formule suivante: S = (L + 2 Lfs) (Lcn + Lflic), où L - la longueur du mur du fond de la maison, Lfset moiflic - la longueur de l'avant et de l'avant-toit, respectivement, et Lcn –Après la jambe. En d'autres termes, la calculatrice pour calculer le toit d'une maison peut être utilisée sans sortir, mais en effectuant toutes les mesures à partir du sol, du grenier et d'un escabeau fixé au mur. Mais n'oubliez pas que de cette façon, vous obtenez l'aire d'une seule pente; pour être complet, le résultat doit être multiplié par 2.

Les structures plus complexes nécessitent généralement des mesures de la surface directement, c'est-à-dire s'il n'y a pas de revêtement, puis en fonction de la caisse finie, et si vous avez besoin de savoir comment calculer le renouvellement du toit, puis en fonction de son ancien revêtement. Après avoir appris la longueur et la largeur de chaque plan de toit, nous dessinons sa disposition exacte, puis nous la divisons en formes géométriques les plus simples. Par exemple, un toit en croupe semi-en croupe se compose de deux trapèzes, deux rectangles et quatre triangles. Un toit mansardé cassé ordinaire sur la projection ressemblera à un grand carré ou rectangle. La conception multi-poutres ne différera que par un grand nombre des formes géométriques ci-dessus.

Des formules suggérant comment calculer la surface du toit peuvent être trouvées dans le manuel scolaire, mais pour votre commodité, elles seront données ci-dessous. Donc, ci-dessus, nous avons déjà calculé le rectangle, mais cette formule était composée de nombreux paramètres, mais en réalité, elle ressemble à S = ab, où a et b sont des côtés adjacents de la figure. Le trapèze peut être calculé comme suit: S = h (a + b) / 2, où h est la hauteur. Cette option est la plus pratique en raison du fait que les côtés et, par conséquent, les angles entre eux et la base peuvent être inégaux. Pour déterminer l'aire d'un triangle, nous prenons la formule S = bh / 2, où b est la base et h est la hauteur tombée dessus. Si au moins un angle est de 90 degrés, vous pouvez utiliser la formule S = ab / 2, où a et b sont des jambes.

Instructions sur la façon de calculer le toit d'une maison

Ci-dessus, nous avons donné un exemple de calcul d'un toit complexe en dessinant sa projection. Vous pouvez aller plus simplement et prendre un plan de maison, où le toit est représenté schématiquement sur un plan, puis déterminer la surface et multiplier par le facteur de pente. Par exemple, pour savoir combien de rouleaux de revêtement doux sont nécessaires, sur la base du fait qu'un rouleau suffit pour 3 mètres carrés, la formule N = SK / 3 est utilisée. Ici S est l'aire de la projection créée, K est le coefficient de pente, que l'on peut trouver dans le tableau:

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Construction d'un toit en croupe complexe

La charpente d'un toit en croupe complexe est érigée dans un ordre similaire, mais avec des modifications mineures. Par exemple, les chevrons diagonaux doivent être fixés de manière plus durable, avec l'installation de supports supplémentaires. La partie faîtière est installée après l'installation du cadre de support, qui comprend un lit en bas et une poutre faîtière en haut.


Il est beaucoup plus difficile d'ériger un système de fermes de toit en croupe qu'une structure à pignon conventionnelle. Cependant, le toit en croupe semble plus attrayant à la fois sur la maison et sur un bâtiment léger.

Après avoir essayé de construire un toit en croupe au-dessus d'un belvédère ou d'un autre bâtiment domestique, vous pouvez obtenir un bon résultat dans la construction indépendante d'un toit en croupe sur un immeuble résidentiel.


Exemples de dessins avec explications

En outre, à l'aide d'exemples spécifiques, nous examinerons des moyens de dessiner des dessins de gazebos à des fins diverses.

Structure de repos en bois

Les structures sur une charpente de chaussée sont actuellement les plus populaires. Il n'est pas du tout difficile de dessiner un dessin d'une conception telle qu'un gazebo rectangulaire avec une table et des bancs.

Tout d'abord, nous dessinons un dessin de la structure en deux projections, indiquant les dimensions.

Important: Il est impératif d'inclure de petits schémas détaillés dans le projet, indiquant les méthodes de fixation et les dimensions des éléments dans les nœuds de connexion.

De plus - selon les règles - nous dessinons les fondations. Bien sûr, vous devez d'abord décider de ce que ce sera. Sur les sols faibles ou instables, il est préférable d'ériger un grillage sur pieux, sur des sols à bonne capacité portante - ruban adhésif.

Ensuite, nous passons au dessin des murs. Le bâtiment en bois que nous envisageons est clôturé avec un parapet en treillis bas. Dans le schéma, nous indiquons, entre autres, la méthode de son attachement au cadre de la structure:

À l'étape suivante, nous dessinons un schéma du système de chevrons. Vous devriez commencer par l'élaboration d'un dessin du harnais supérieur et de Mauerlat.

Ensuite, le système de chevrons lui-même est dessiné.

Les dessins doivent également joindre un tableau de la spécification des éléments indiquant les types de matériaux de construction nécessaires à la construction de l'une ou l'autre partie du gazebo, leur taille et leur quantité.

Une fois que tous les dessins sont prêts, vous pouvez vous rendre au magasin de matériaux de construction et acheter tout ce dont vous avez besoin.

Conseil: achetez des matériaux avec au moins une petite marge. Certains éléments peuvent être endommagés pendant le processus de construction. Et personne n'est assuré contre l'achat de produits défectueux dans notre pays.

Construction de bûches de barbecue

Dans les cours des grands immeubles résidentiels, des chalets d'été hachés sont souvent érigés. Dans le même temps, des barbecues ou des barbecues sont généralement installés à l'intérieur. Ci-dessous, nous présentons à votre attention un projet d'une structure aussi pratique et solide.

Pour une structure aussi complexe, il est préférable d'élaborer en plus un plan.

Dessins de kiosques avec barbecue

Un bâtiment plus complexe est un belvédère avec un barbecue. De telles options pour les structures de cour sont également très populaires. Des brochettes très savoureuses sont obtenues sur le gril, car ses murs en briques solides sont capables de conserver la chaleur pendant longtemps. Plan de la tonnelle pour un chalet d'été avec barbecue:

Important: Dans l'ensemble des dessins pour un gazebo avec barbecue, il est impératif d'inclure un schéma de la fondation de cette structure, ainsi qu'une cheminée.

Dans certains cas, un barbecue peut être installé au milieu du bâtiment. Le brasier est une construction lourde, massive et surdimensionnée. Par conséquent, ils le mettent toujours contre le mur ou dans le coin. Une autre conception originale d'un gazebo avec barbecue:

L'ensemble de dessins d'un bâtiment avec barbecue doit inclure un dessin du barbecue lui-même.

De plus, la commande doit être jointe au projet. Il en va de même pour les gazebos avec poêles et cheminées.

Cuisine Gazebo

Les conceptions qui combinent un gazebo et une cuisine sont considérées comme très pratiques. Dans un tel bâtiment, vous pouvez non seulement passer un bon moment, profiter de la proximité de la nature, mais également organiser des déjeuners et des dîners.

Dans la vidéo ci-dessous, vous pouvez vous familiariser avec la conception originale du complexe de gazebo - une cuisine d'été en brique et en bois.

Constructions métalliques

Bien sûr, non seulement des gazebos en bois (dont les dessins sont présentés ci-dessus) sont érigés chez les datchas, mais également des structures en d'autres matériaux. Une option très populaire est, par exemple, les structures sur un cadre métallique. Bien entendu, il est également nécessaire de dessiner des dessins avant de les construire. Il est aussi simple de dessiner un schéma d'un gazebo à partir d'un tuyau profilé que d'un tuyau en bois. Structurellement, ils sont généralement encore plus simples et il n'est pas nécessaire de dessiner des dessins complexes pour eux.

Très souvent, des tonnelles métalliques à multiples facettes sont installées dans les chalets d'été. La construction d'un bâtiment à charbon est un peu plus complexe que celle d'un simple bâtiment rectangulaire. Mais ces structures sont également érigées assez rapidement et facilement.

Une structure telle qu'un gazebo octogonal en profilés métalliques, en bois ou en polycarbonate est également assez simple à assembler.

Construction en brique

Les gazebos en brique sont des structures solides. Presque toujours, ils sont complétés par des barbecues, des cheminées ou des poêles. Souvent, ils représentent une pièce chauffée fermée ou des complexes entiers, y compris, entre autres, des espaces ouverts.

Gazebos avec structure de poêle cathédrale

Dans les gazebos fermés, des structures préfabriquées peuvent être installées, y compris un brasier, un poêle et d'autres équipements similaires.

Astuce: Dans le cas où un brasier, un barbecue ou un four serait installé dans la structure, un bois de chauffage doit être disposé juste en dessous. Cela rendra l'utilisation des structures plus pratique et économisera de l'espace.

Comme vous pouvez le voir, des projets de structures telles que des gazebos sont élaborés, de leurs propres mains avec des dessins, c'est assez simple. Si vous ne voulez pas perdre de temps sur cette procédure, vous pouvez commander un dessin prêt à l'emploi auprès d'une organisation engagée dans la conception de petites formes architecturales. Cependant, bien sûr, cela entraînera des coûts supplémentaires.


Voir la vidéo: réalisation dune coupe en sifflet