Une ferme est une structure de support de toit ou de plancher construite à partir d’une série connectée d’éléments en forme de boîte ou de triangle pour répartir la charge sur les murs ou les fondations d’un bâtiment. Ceux-ci sont souvent préfabriqués et envoyés sur un chantier de construction. Une ferme à poutres est conçue pour supporter d’autres supports de toit secondaires. Les bâtiments construits en forme de L ou de T utilisent des systèmes de fermes à poutres où le toit change de direction. L’utilisation de ces structures dans la conception du toit élimine le besoin d’un mur porteur en dessous, ce qui entraîne des plans d’étage ouverts.
Les conceptions de toit en croupe, où le toit de chaque côté du bâtiment s’incline jusqu’au sommet, incorporent des éléments structurels à poutres où les éléments du toit en croupe se connectent au toit principal. La ferme à poutres à chaque extrémité du toit principal doit supporter le poids de l’élément de toit en croupe de chaque côté. Les toits en croupe peuvent offrir des avantages de résistance structurelle par rapport aux toits à pignon dans les zones d’ouragan.
Le bois est un matériau de construction courant pour les systèmes de poutres. La ferme de poutre peut être construite en joignant plusieurs éléments de support simples. Des boulons à haute résistance sont nécessaires pour relier les éléments, car le système de poutres supportera une charge beaucoup plus élevée qu’une seule ferme de toit. Un ingénieur en structure ou un architecte peut calculer les charges de conception, la taille des poutres et les exigences de fixation pour supporter la charge en toute sécurité.
Lorsqu’un toit de bâtiment change de direction, la deuxième ligne de toit coupe la première. Couper les supports de toit ou simplement clouer la nouvelle ligne de toit dans les supports de toit d’origine peut rapidement surcharger la structure du toit. Une ferme à poutres est installée là où la deuxième ligne de toit commence à se croiser avec le premier toit. Les deux toits sont ensuite joints avec des éléments de connexion qui peuvent être suspendus en toute sécurité à la poutre.
Les améliorations apportées aux matériaux de construction ont permis d’améliorer la conception des bâtiments. À partir des années 1980, le bois d’ingénierie utilisant des combinaisons d’adhésifs pour bois et polymères a donné des produits en bois de charpente beaucoup plus résistants que le bois standard. Ces systèmes d’ingénierie permettent des portées plus larges sans utiliser de murs porteurs. Les plafonds peuvent être surélevés sans nuire à la résistance du toit, car les structures d’ingénierie peuvent supporter des charges plus élevées.
Les fermes à poutres peuvent être intégrées dans d’autres conceptions de toit utiles. Les pignons peuvent être intégrés aux toits en croupe en abaissant les chevrons latéraux du toit pour créer de petits pignons. Ces éléments ajoutent non seulement du caractère, ils peuvent incorporer des évents pour réduire les charges thermiques du grenier sans sacrifier la résistance. Pour les espaces occupés tels que les pièces du deuxième étage, les pignons d’extrémité peuvent incorporer des fenêtres sans avoir à ajouter des murs de renforcement.
Les conceptions de fermes à poutres ne doivent pas nécessairement ressembler à des toits en pente standard. Les toits plats pour les opérations industrielles ou d’entrepôt peuvent utiliser des supports de poutres de niveau. Lorsque le bâtiment change de direction, l’ajout d’un système de support technique à l’intersection peut entraîner une conception de pièce ouverte favorable aux opérations commerciales ou d’entrepôt.