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Système de fixation d'une surtoiture constituée par des plaques éventuellement profilées sur une toiture usagée d'un bâtiment
La présente invention concerne un système de fixation qui convient particulièrement pour réaliser une surtoiture constituée par des plaques éventuellement profilées sur une toiture usagée d'un bâtiment.
Sous la dénomination de plaques éventuellement profilées, on entend désigner des plaques ondulées de profil sinusoïdal ou polygonal ou encore des plaques nervurées selon un pas constant ou variable.
Il est connu de rénover des toitures usagées en fibrociment, en éléments métalliques, en bois, en béton ou encore des verrières en appliquant sur celles-ci une surtoiture constituée par des plaques et notamment par des plaques profilées en matière plastique telles que, par exemple, des plaques ondulées ou nervurées biorientées moléculairement en résine à base de chlorure de vinyle.
La pose et la fixation de telles surtoitures entraînent généralement des problèmes d'étanchéité à l'eau, aux poussières et à la neige ainsi que des impératifs d'ordre esthétique qui imposent le recours à des éléments ou systèmes de fixation qui sont propres à chaque cas particulier à résoudre, c'est-à-dire au structures à recouvrir. En général, pour résoudre chaque cas particulier, on est, en effet, amené à devoir étudier et mettre au point des systèmes de fixation différents qui ne se prêtent nullement à une exploitation généralisée voire universelle quelle que soit la surtoiture à réaliser ou le bâtiment à rénover.
La présente invention a maintenant pour objet de fournir un système de fixation très simple qui permet de réaliser aisément de nombreux types de surtoitures.
En outre, le système de fixation conforme à l'invention permet une pose et une fixation de la surtoiture sans
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intervention par l'intérieur du bâtiment à recouvrir et ce, sans reprise d'efforts sur le matériau de couverture usagé.
La surtoiture réalisée au moyen de ce système de fixation peut en outre, au choix, être pourvue d'une isolation thermique ou être dépourvue d'une telle isolation. De plus, dans chaque cas, la surtoiture ainsi réalisée bénéficie d'une ventilation naturelle.
Enfin, dans le cas particulier où la surtoiture est constituée de plaques profilées orientées moléculairement en résine à base de chlorure de vinyle, la surcharge exercée par l'ensemble de la surtoiture sur la charpente existante reste de l'ordre de 5 kg/m2.
La présente invention concerne dès lors un système de fixation d'une surtoiture constituée par des plaques éventuellement profilées sur une toiture usagée d'un bâtiment qui comprend des lisses métalliques de profil général en forme de Z fixées de façon espacée sur des pannes du bâtiment, lesdites lisses métalliques comportant une semelle inférieure perforée pour permettre la fixation des lisses sur lesdites pannes au travers de la toiture usagée, une semelle supérieure également perforée pour permettre la fixation des plaques constituant la surtoiture et une partie centrale reliant les semelles, ladite partie centrale étant sensiblement perpendiculaire aux semelles et comportant également des perforations pour permettre une ventilation naturelle sous la surtoiture.
Les lisses conformes à l'invention sont généralement réalisées par pliage à froid d'une tôle d'acier galvanisé appropriée d'une épaisseur généralement comprise entre 1 et 3 mm.
La distance séparant les semelles inférieure et supérieure et, dès lors, la hauteur de la partie centrale est généralement comprise entre 60 et 200 mm, une distance de 120 à 200 mm étant préférée lors de la réalisation de surtoitures devant être équipées d'une couche d'isolation thermique.
La longueur des lisses peut être quelconque et, en particulier, être adaptée aux dimensions des toitures usagées à rénover. Les largeurs des semelles inférieure et supérieure
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peuvent être identiques ou différentes, ces largeurs variant généralement entre 30 et 60 mm.
Les perforations prévues dans la semelle inférieure des lisses peuvent présenter une section quelconque et être réparties de façon également quelconque sur des portions ou sur la totalité de la longueur de la semelle. En général, on préfère que ces perforations soient de section allongée oblongue et réparties de façon alignée sur toute la longueur de la semelle. De cette façon, il est effectivement plus aisé de fixer les lisses sur n'importe quel type de toiture usagée, les points de fixation étant généralement espacés de 250 à 1000 mm.
Les perforations prévues dans la semelle supérieure des lisses peuvent également présenter une section quelconque et être réparties de façon quelconque sur des portions ou sur la totalité de la longueur de la semelle. En général, on préfère que ces perforations soient de section circulaire. Lorsque les lisses sont utilisées pour fixer des plaques profilées, on choisit, de préférence, des lisses dans lesquelles les perforations de la semelle supérieure sont réparties selon le rythme du pas de profilage des plaques à fixer.
Le nombre et les dimensions des perforations prévues dans la partie centrale des lisses conformes à l'invention sont tels que ces perforations représentent au moins 30 % et, de préférence, au moins 40 % de la surface de cette partie centrale. De préférence, chaque perforation présente une section d'au moins 100 mm2. Ces perforations peuvent présenter une forme géométrique quelconque : carrée, rectangulaire, circulaire, ovale etc.
Ces perforations peuvent être réparties sur la totalité ou sur une portion de la partie centrale.
Selon un mode de réalisation particulier qui se révèle avantageux, la partie centrale des lisses peut également être pourvue d'ergots saillant vers la semelle inférieure qui sont répartis et disposés de façon à pouvoir maintenir en place des éventuels panneaux classiques d'isolation thermique disposés sur la toiture usagée.
Enfin, les semelles des lisses peuvent être avantageusement
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équipées de rebords pliés de raidissement.
On préfère généralement que les lisses selon l'invention soient réalisées en métal mais il est bien évident que d'autres matériaux constitutifs tels que par exemple des matières plastiques ne peuvent être exclus.
Les lisses conformes à l'invention peuvent dès lors remplir une quadruple fonction : - réception et fixation des plaques constituant la surtoiture que celles-ci soient planes ou profilées ; - ventilation naturelle et permanente de la surtoiture par simple tirage thermique avec entrée en égout et sortie en faîtage permettant une évacuation de l'humidité relative ainsi que des excédents de calories en été : cette ventilation étant assurée grâce aux perforations des parties centrales des lisses ; - fixation aisée des lisses sur les pannes existantes au travers de la toiture usagée et ce par les perforations des semelles inférieurs des lisses ; - maintien en place des éventuels panneaux thermo-isolants par l'intermédiaire des ergots.
Les lisses conformes à l'invention peuvent, par l'intermédiaire des perforations, de préférence oblongues, de leur semelle inférieure, être très aisément fixées par des vis ou des tirefond dans les pannes du bâtiment et ce, au travers de la couverture usagée, celle-ci pouvant entre autres être constituée par : - des plaques planes ou profilées en fibrociment ou en matière plastique ; - des bacs métalliques en sommet de nervures ou en plages ; - des panneaux sandwich agglomérés avec Shingel ; - des voûtes en béton planes ou cintrées ; - des verrières en Shed ou en lanterneaux, etc.
Lorsque la toiture usagée est constituée par des plaques profilées, en préfère généralement que la fixation des lisses soit assurée dans le creux des profils par l'intermédiaire de pontets, épousant de préférence au moins partiellement la forme du profil, réalisés par exemple en métal ou en une matière plastique telle qu'une polyamide. Dans ce cas particulier et
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lorsque la surtoiture doit être isolée thermiquement, il se révèle utile de boucher l'espace intermédiaire entre la semelle inférieure des lisses et la toiture usagée existante, par exemple au moyen d'un joint profilé en matière plastique cellulaire telle que le polyéthylène épousant la forme de la couverture usagée entre les pontets.
Ce joint est mis en place lors de la pose des lisses de façon à éviter toute convection sous les panneaux isolants disposés ultérieurement entre les lisses et sur la couverture usagée.
Par ailleurs, les lisses conformes à l'invention peuvent par l'intermédiaire des perforations judicieusement réparties de leur semelle supérieure permettre une fixation aisée des plaques planes ou profilées constituant la surtoiture. Lorsque la surtoiture est constituée par des plaques profilées, la fixation de ces plaques sur la semelle supérieure des lisses est, de préférence, assurée en sommet de profil par l'intermédiaire de pontets épousant, de préférence au moins partiellement, la forme du profil, préalablement fixés, de préférence, sur les lisses par l'intermédiaire des perforations prévues dans la semelle supérieure. Ces pontets peuvent également être réalisés en métal ou en matière plastique telle qu'une polyamide.
Lors de la réalisation de surtoitures, on fixe d'abord les lisses selon l'invention de façon judicieusement espacée sur la toiture usagée, l'espace entre les lisses successives étant fonction notamment des conditions climatiques locales et pouvant varier généralement entre 350 et 2000 mm, on place éventuellement le joint profilé de bouchage sous les lisses et les panneaux isolants sur la couverture usagée puis on procède à la fixation par l'extérieur des plaques devant constituer la surtoiture.
Le système de fixation conforme à l'invention convient particulièrement pour réaliser des surtoitures isolées ou parapluies mais il est aussi bien évident que ce système de fixation peut également convenir pour fixer des plaques de bardage planes ou nervurées sur des murs en béton, en briques ou en tout autre matériau, que ces murs soient verticaux ou seulement inclinés.
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Le système de fixation conforme à l'invention et son mode d'utilisation pour réaliser une surtoiture sont par ailleurs explicités plus en détail dans la description qui va suivre d'un exemple pratique de réalisation. Dans cette description, on se référera aux figures des dessins annexés dans lesquelles : - la fig. 1 montre en perspective un fragment d'une lisse métal- lique conforme à l'invention et convenant particu- lièrement pour réaliser une surtoiture isolée ; - la fig. 2 montre en coupe partielle une surtoiture isolée réalisée au moyen de lisses métalliques selon la fig. 1 ;
- la fig. 3 montre en perspective un fragment d'une lisse métal- lique conforme à l'invention et convenant particu- lièrement pour réaliser une surtoiture non isolée.-
Ainsi qu'il apparaît à la fig. 1, la lisse métallique (1) conforme à l'invention et réalisée par pliage à froid d'une tôle en acier galvanisé d'une épaisseur de 1,4 mm présente un profil en Z et comporte une semelle inférieure (2) raidie par un rebord replié (3) et pourvue de perforations alignées (4) de forme oblongue, une semelle supérieure (5) également raidie par un rebord replié (6) et également pourvue de perforations (7,8) judicieusement réparties et une partie centrale (9) reliant les semelles (2) et (5) et sensiblement perpendiculaire à celles-ci.
La partie supérieure de la partie centrale (9) est pourvue de perforations (10) de section carrée représentant 49 % de la surface de la partie centrale. Enfin, la partie centrale (9) est également équipée d'ergots (11) saillant vers la semelle inférieure (2).
Pour réaliser une surtoiture isolée constituée par exemple par des plaques ondulées orientées en résine à base de chlorure de vinyle sur une toiture usagée comme représentée à la fig. 2 et constituée par des ondulés en fibrociment (12) posés et fixés sur des pannes (13) telles que des poutrelles métalliques en I du bâtiment, on procède de la façon suivante :
On place sur la toiture usagée au niveau des pannes (13) des lisses métalliques (1) conformes à la fig. 1. La semelle
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inférieure des lisses est fixée sur les pannes (13) par l'intermédiaire de pontets (14) espacés de 708 mm et ce au moyen de vis autoperceuses (15) traversant les ondulés en fibrociment.
On peut éventuellement prévoir le recours à des cales d'épaisseur (16) pour rattraper le niveau d'épaisseur de l'ondulé en fibrociment entre le faîtage et l'égout (17).
Sur la semelle inférieure (2) des lisses métalliques (1), on insère ensuite un joint profilé de bouchage (18) en polyéthylène cellulaire de façon à obturer l'espace entre la semelle inférieure (2) des lisses métalliques et la toiture existante. Il est toutefois évident que le joint peut, si on le souhaite, être mis en place avant la fixation des lisses. En général, on peut se contenter de placer un tel joint uniquement sous les lisses métalliques extrêmes, c'est-à-dire sous la première lisse côté égout et sous la dernière lisse côté faîtière.
Sur la toiture usagée et entre les lisses métalliques (1), on dispose alors des panneaux isolants appropriés (19) qui sont maintenus en place par les ergots (11) équipant la partie centrale (9) des lisses métalliques.
On équipe ensuite la semelle supérieure (5) des lisses métalliques au moyen de pontets appropriés (20) en vue de la fixation ultérieure des plaques ondulées (21) devant constituer la surtoiture. A cet effet, on peut, par exemple, utiliser des pontets (20) équipés à leur base de tétons de fixation qui sont introduits et bloqués dans les perforations (8) de la semelle supérieure (5) des lisses métalliques. Il va sans dire que les perforations (7) et (8) de la semelle supérieure (5) des lisses métalliques sont judicieusement réparties en fonction notamment du pas d'ondulation des plaques ondulées (21) constituant la surtoiture.
Il suffit alors de poser les plaques ondulées (21) constituant la surtoiture sur les lisses métalliques et d'assurer leur fixation en sommet d'onde par l'extérieur au moyen de vis autotaraudeuses (22) au travers des pontets (20) et ce via les perforations (7) de la semelle supérieure (5) des lisses métalliques (1).
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Dans la surtoiture ainsi réalisée, il apparaît qu'une ventilation naturelle est assurée entre la surtoiture et le revêtement isolant et ce grâce aux perforations (10) prévues dans les lisses métalliques.
Ainsi qu'il apparaît sur la fig. 3, une lisse métallique (23) convenant particulièrement pour la réalisation de surtoitures non isolées est pourvue de perforations (10) sur toute la hauteur de sa partie centrale (9) et dépourvue d'ergots saillant vers la semelle inférieure (2). Dans la lisse métallique (1) selon la fig. 1, il est en effet inutile de prévoir des perforations (10) dans la partie centrale (9) sur sa portion appelée à être en contact avec les panneaux isolants (19).
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System for fixing an over-roof made up of possibly profiled plates on a used roof of a building
The present invention relates to a fixing system which is particularly suitable for producing an over-roof formed by optionally profiled plates on a used roof of a building.
Under the designation of possibly profiled plates, one intends to designate corrugated plates of sinusoidal or polygonal profile or also ribbed plates according to a constant or variable pitch.
It is known to renovate used roofs made of fiber cement, metal elements, wood, concrete or even glass roofs by applying to them a roofing constituted by plates and in particular by profiled plastic plates such as, for example , corrugated or ribbed sheets bioriented molecularly in vinyl chloride-based resin.
The installation and fixing of such over-roofs generally gives rise to water, dust and snow tightness problems as well as aesthetic imperatives which require the use of fixing elements or systems which are specific to each particular case to be resolved, that is to say to the structures to be covered. In general, in order to resolve each particular case, we are, in effect, required to study and develop different fastening systems which do not lend themselves to generalized or even universal operation whatever the roofing to be made or the building to be renovate.
The object of the present invention is now to provide a very simple fixing system which makes it possible to easily carry out many types of over-roofing.
In addition, the fixing system according to the invention allows the roofing to be installed and fixed without
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intervention from inside the building to be covered, without taking up any force on the used roofing material.
The over-roof produced by means of this fixing system can also, as desired, be provided with thermal insulation or be devoid of such insulation. In addition, in each case, the over-roof thus produced benefits from natural ventilation.
Finally, in the particular case where the over-roof is made up of molecularly oriented profiled sheets of resin based on vinyl chloride, the overload exerted by the whole of the over-roof on the existing frame remains of the order of 5 kg / m2.
The present invention therefore relates to a system for fixing an over-roof constituted by plates possibly profiled on a used roof of a building which comprises metal beams of general profile in the shape of Z fixed in a spaced manner to the purlins of the building, said metal rails comprising a perforated lower sole to allow the fixing of the rails on said purlins through the used roof, an upper sole also perforated to allow the fixing of the plates constituting the over-roof and a central part connecting the soles, said central part being substantially perpendicular to the soles and also comprising perforations to allow natural ventilation under the roofing.
The beams according to the invention are generally produced by cold bending of a suitable galvanized steel sheet with a thickness generally between 1 and 3 mm.
The distance separating the lower and upper flanges and, therefore, the height of the central part is generally between 60 and 200 mm, a distance of 120 to 200 mm being preferred when producing over-roofs to be equipped with a layer thermal insulation.
The length of the beams can be arbitrary and, in particular, be adapted to the dimensions of the used roofs to be renovated. The widths of the lower and upper soles
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may be identical or different, these widths generally varying between 30 and 60 mm.
The perforations provided in the bottom sole of the heddles may have any cross section and be equally distributed over portions or over the entire length of the sole. In general, it is preferred that these perforations are of oblong elongated section and distributed in alignment along the entire length of the sole. In this way, it is actually easier to fix the beams on any type of used roof, the fixing points being generally spaced from 250 to 1000 mm.
The perforations provided in the top sole of the healds may also have any cross section and be distributed in any manner over portions or over the entire length of the sole. In general, it is preferred that these perforations are of circular section. When the heddles are used to fix profiled plates, one chooses, preferably, heddles in which the perforations of the upper sole are distributed according to the rhythm of the pitch of profiling of the plates to be fixed.
The number and dimensions of the perforations provided in the central part of the heddles in accordance with the invention are such that these perforations represent at least 30% and, preferably, at least 40% of the surface of this central part. Preferably, each perforation has a section of at least 100 mm2. These perforations can have any geometric shape: square, rectangular, circular, oval etc.
These perforations can be distributed over the whole or over a portion of the central part.
According to a particular embodiment which proves to be advantageous, the central part of the heddles may also be provided with lugs protruding towards the lower sole which are distributed and arranged so as to be able to hold in place any conventional thermal insulation panels arranged on the used roof.
Finally, the heddle soles can advantageously be
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fitted with folded stiffening edges.
It is generally preferred that the beams according to the invention are made of metal but it is obvious that other constituent materials such as for example plastics cannot be excluded.
The beams according to the invention can therefore fulfill a quadruple function: - reception and fixing of the plates constituting the over-roof, whether these are flat or profiled; - natural and permanent ventilation of the roof by simple thermal draft with entry into the sewer and exit to the ridge allowing evacuation of the relative humidity as well as excess calories in summer: this ventilation being ensured thanks to the perforations of the central parts of the rails; - easy fixing of the beams on the existing purlins through the used roof and this by the perforations of the bottom flanges of the beams; - keeping any thermal insulation panels in place by means of the pins.
The beams according to the invention can, by means of the perforations, preferably oblong, of their lower flange, be very easily fixed by screws or lag screws in the breakdowns of the building and this, through the used cover, this can, inter alia, be made up of: - flat or profiled sheets of fiber cement or plastic; - metal trays at the top of ribs or in areas; - sandwich panels agglomerated with Shingel; - flat or curved concrete vaults; - canopies in Shed or skylights, etc.
When the used roof consists of profiled plates, it generally prefers that the fixing of the beams is ensured in the hollow of the profiles by means of bridges, preferably conforming at least partially to the shape of the profile, made for example of metal or in a plastic material such as a polyamide. In this particular case and
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when the over-roof must be thermally insulated, it proves useful to plug the intermediate space between the bottom flange of the beams and the existing used roof, for example by means of a profiled joint of cellular plastic material such as polyethylene conforming to the shape of the used cover between the jumpers.
This joint is put in place during the installation of the rails so as to avoid any convection under the insulating panels later placed between the rails and on the used cover.
Furthermore, the beams according to the invention can, by means of the judiciously distributed perforations of their upper sole, allow easy fixing of the flat or profiled plates constituting the over-roof. When the over-roof is formed by profiled plates, the fixing of these plates on the upper sole of the beams is preferably ensured at the top of the profile by means of bridges which conform, preferably at least partially, to the shape of the profile, previously fixed, preferably, on the beams through the perforations provided in the upper sole. These bridges can also be made of metal or plastic such as a polyamide.
When making over-roofs, the beams according to the invention are first fixed in a judiciously spaced manner on the used roof, the space between the successive beams being a function in particular of local climatic conditions and which can generally vary between 350 and 2000 mm , optionally placing the profiled sealing joint under the rails and the insulating panels on the used cover and then proceeding to the fixing from the outside of the plates to constitute the roof covering.
The fastening system according to the invention is particularly suitable for making insulated roofs or umbrellas but it is also obvious that this fastening system can also be suitable for fixing flat or ribbed cladding plates on concrete, brick or in any other material, whether these walls are vertical or only inclined.
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The fastening system according to the invention and its mode of use for producing a roofing are also explained in more detail in the description which follows of a practical embodiment. In this description, reference will be made to the figures of the appended drawings in which: FIG. 1 shows in perspective a fragment of a metal stringer in accordance with the invention and particularly suitable for producing an isolated over-roof; - fig. 2 shows in partial section an insulated roof made by means of metal rails according to FIG. 1;
- fig. 3 shows in perspective a fragment of a metal stringer according to the invention and particularly suitable for producing a non-insulated roofing.
As it appears in fig. 1, the metal beam (1) according to the invention and produced by cold bending of a sheet of galvanized steel with a thickness of 1.4 mm has a Z-shaped profile and comprises a lower flange (2) stiffened by a folded rim (3) and provided with aligned oblong perforations (4), an upper sole (5) also stiffened by a folded rim (6) and also provided with judiciously distributed perforations (7,8) and a central part ( 9) connecting the soles (2) and (5) and substantially perpendicular thereto.
The upper part of the central part (9) is provided with perforations (10) of square section representing 49% of the surface of the central part. Finally, the central part (9) is also equipped with lugs (11) projecting towards the lower sole (2).
To make an insulated roof made for example of corrugated sheets oriented in resin based on vinyl chloride on a used roof as shown in fig. 2 and consisting of corrugated fiber cement (12) placed and fixed on purlins (13) such as metal I-beams of the building, the procedure is as follows:
On the used roof is placed at the purlins (13) metal rails (1) in accordance with fig. 1. The sole
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bottom of the beams is fixed to the purlins (13) by means of bridges (14) spaced by 708 mm and this by means of self-drilling screws (15) passing through the corrugated fiber-cement.
Optionally, use may be made of shims (16) to compensate for the level of thickness of the corrugated fiber cement between the ridge and the sewer (17).
On the lower sole (2) of the metal rails (1), a profiled sealing joint (18) of cellular polyethylene is then inserted so as to close the space between the lower sole (2) of the metal rails and the existing roof. It is however obvious that the seal can, if desired, be put in place before the beams are fixed. In general, one can be satisfied with placing such a joint only under the extreme metal rails, that is to say under the first rail on the sewer side and under the last rail on the ridge side.
On the used roof and between the metal rails (1), there are then appropriate insulating panels (19) which are held in place by the lugs (11) fitted to the central part (9) of the metal rails.
The upper sole (5) is then fitted with metal rails by means of appropriate bridges (20) for the subsequent fixing of the corrugated plates (21) which must constitute the over-roof. For this purpose, it is possible, for example, to use bridges (20) fitted at their base with fixing studs which are introduced and blocked in the perforations (8) of the upper sole (5) of the metal rails. It goes without saying that the perforations (7) and (8) of the upper sole (5) of the healds are judiciously distributed as a function in particular of the undulation pitch of the corrugated plates (21) constituting the over-roofing.
It then suffices to place the corrugated plates (21) constituting the over-roof on the metal rails and to ensure their fixing at the top of the wave from the outside by means of self-tapping screws (22) through the bridges (20) and this via the perforations (7) of the upper sole (5) of the metal rails (1).
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In the over-roof thus produced, it appears that natural ventilation is ensured between the over-roof and the insulating coating, thanks to the perforations (10) provided in the metal rails.
As it appears in fig. 3, a metal heald (23) particularly suitable for producing non-insulated over-roofs is provided with perforations (10) over the entire height of its central part (9) and devoid of lugs projecting towards the bottom flange (2). In the metal rail (1) according to fig. 1, it is indeed unnecessary to provide perforations (10) in the central part (9) on its portion called to be in contact with the insulating panels (19).