Orientation des efforts sur la connexion panneaux-poutraison

Après les essais des planchers, une analyse de la déformée de la connexion panneaux-poutraison a été réalisée. Pour cela, les panneaux du côté inférieur gauche ont été retirés sans modifier l’état des clous. Cette étude permet ainsi de déterminer la direction et l’amplitude du déplacement résiduel des connecteurs. La Figure III-52montre la section étudiée des planchers et illustre la déformation des clous. L’analyse des images permet de mesurer la direction et l’amplitude des déplacements des clous (cf. Figure III-53). Les flèches présentées dans cette figure indiquent la direction et l’amplitude du déplacement résiduel de la tête des clous. A titre d’exemple, le déplacement du clou Nº1 est de 22,3mm pour le plancher 1 et de 9mm pour le plancher 2. Pour mieux visualiser le déplacement, les longueurs des flèches (amplitudes) du plancher 2 sont multipliées par un facteur de 2.

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Figure III-52. Section des planchers analysés et exemples de déformation des clous.

Figure III-53. Direction de la sollicitation des clous dans la zone inférieure droite des planchers. a)

Plancher 1. b) Plancher 2. Pan4-1 Pan3-1 a b Pan4-1 Pan3-1 Pan4-2 a b c c d ^d

Plancher avec entretoises

Plancher sans entretoises

1 1

a) b)

Pan4-1 Pan4-1

Pan3-1 Pan3-1 Pan3-1

Pan4-2 Pan4-1 Pan4-1

Pan3-1 Pan3-1 Pan3-1

Pan4-2 63

60 57

167 La Figure III-53 montre que la direction des déplacements des clous varie en fonction de sa position. La distribution de la sollicitation des connecteurs placés aux bords du plancher 2 (poutre de chainage et solive de rive) est quasi identique à celle du plancher 1. Cependant, les connecteurs situés sur les solives du plancher 2, présentent une déformation résiduelle plus importante que ceux du plancher 1. Ceci peut être explique par le fait que pour le plancher 2, les efforts repris originalement pour les connecteurs placés sur les entretoises sont maintenant repris par les connecteurs sur les solives.

Figure III-54. Déformation des clous sollicités perpendiculairement aux sens des fibres du bois.

On peut observer (cf. Figure III-53) que plusieurs clous sont sollicités dans une direction perpendiculaire aux fibres du bois du solivage. Ceci génère des efforts de traction perpendiculaire au fil sur les éléments de la poutraison. En conséquence, une rupture du bois a été observée sur les connecteurs de la zone supérieure gauche du panneau PAN3-1 (Figure III-54) La rupture du bois est en lien direct avec la distance des clous aux bords du solivage où pour de grandes distances, ce type de ruine ne se produit pas. Cependant, un autre type de rupture lié à ces déplacements de clous a été remarquée (cf. Figure III-55a). En effet, lorsque la tête est sollicitée vers l’intérieur des panneaux, le corps des clous pousse le bord des panneaux au vide. En conséquence, une rupture par traction locale se produit aux bords des panneaux (cf.

Figure III-55b). Ce comportement, suggère une rigidité et résistance de connexion plus faible, ce

qui doit être considérée dans le calcul et dans l’analyse. Cet effet est étudié expérimentalement avec des éprouvettes de cisaillement spécifiques (cf. annexe C). Les résultats de cette étude sont discutés dans la section IV.2.3 chapitre IV.

A partir des analyses de la rotation des panneaux, de la déformation de la poutraison et de la direction des efforts des clous, un schéma de déformée générale du plancher est dessiné, cf.

Figure III-56. Ce schéma positionne la déformée des panneaux sur la déformée de la poutraison,

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Ceci peut être attribué à la semi-rigidité de connexion et aussi aux différentes caractéristiques mécaniques des panneaux et des éléments de poutraison.

Figure III-55. Rupture localisé de panneau dû au glissement des clous.

Figure III-56. Exemple de déformée des panneaux et de la poutraison. a) Plancher 1. b) Plancher 2. Pan3-1 Pan4-2 Pan3-2 Solive Panneau Clous Déplacementdu planneau Plancher 1 Plancher 2 a) b) a) b) Pan3-1 Pan3-1 Pan4-1

Pan4-2 ^Pan4-1 Pan4-2

Pan3-1 _Pan3-1 Pan3-1

Pan4-2

Pan3-1

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III.4 BILAN DU CHAPITRE

Les essais réalisés permettent d’illustrer les comportements globaux et locaux de deux planchers diaphragmes différents en bois. Un résumé des observations réalisées est présenté ci-après :

 La limite élastique des planchers est relativement faible. En conséquence, le

comportement mécanique se montre plutôt non-linéaire. Compte tenu des caractéristiques mécaniques du matériau bois, ce comportement est lié principalement aux assemblages du plancher, notamment la connexion panneau-poutraison.

 Le plancher sans entretoises montre une raideur et résistance beaucoup plus faibles que

celles du plancher avec entretoises. En effet, ce plancher présente une raideur initiale et une résistance qui correspond à 45% de celles observées pour le plancher avec entretoises (cf. Figure III-26).

 Les deux planchers étudiés possèdent une très forte capacité de déformation sans

présenter une ruine globale de la structure (150mm à mi-portée). Le mode de ruine le plus important s’est produit au niveau des panneaux. Dans ces éléments, des ruptures par flexion dans le plan ont été observées. Pour les deux planchers, ces ruptures se sont produites dans les mêmes panneaux sous un niveau de déplacement global équivalent (60mm).

 La rupture des panneaux modifie la configuration du calepinage en quinconce du

plancher (cf. Figure III-36). Ceci se traduit par une perte de résistance sur les deux planchers. Cependant, le plancher sans entretoises se montre beaucoup plus sensible aux ruptures des panneaux.

 La présence des entretoises permet un transfert des efforts de cisaillement horizontal entre les panneaux (suivant la longueur du plancher). Ainsi lorsque le plancher ne comporte pas d’entretoises ces efforts sont repris par les clous placés sur les solives. Ceci augmente la sollicitation sur ces connecteurs. En conséquence le plancher présente un comportement plus souple.

 Des valeurs importantes de déplacement et de rotation des panneaux ont été relevées.

Ceci favorise la reprise de jeu entre eux, ce qui se traduit par un transfert des efforts par contact entre les panneaux. Cet effet favorise la raideur de la structure, cependant lorsque la résistance en compression des panneaux est dépassée, des ruptures par écrasement local sont observées.

 La direction de la sollicitation des clous est variable en fonction de leur position dans le plancher (cf. Figure III-53). Lorsque la sollicitation est vers l’extérieur des solives ou des entretoises, deux types de ruptures peuvent être observés : une rupture des solives due à une sollicitation de traction perpendiculaire aux fibres et une rupture locale des panneaux par une poussé au vide. Ces effets peuvent réduire la rigidité de connexion entre le panneau et la poutraison. Pour bien estimer cette réduction, une caractérisation mécanique est réalisée en chapitre IV, cf. §IV.2.3.

 L’effet de l’humidité du bois sur le comportement du plancher diaphragme n’a pas été

l’objectif principal de cette étude. Cependant, il a été observé que l’exposition des panneaux à l’humidité s’est traduite par une grande variation dimensionnelle et une perte de résistance de ces éléments (cf. Tableau III-2). La variation dimensionnelle affecte le jeu entre les panneaux et de cette manière le transfert des efforts par contact. Aussi, la perte de résistance des panneaux affecte la rigidité de connexion. Ainsi, une étude spécifique de ces variables permettra de déterminer son effet sur le comportement global des planchers.

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