Constructiv en collaboration avec Woodwize BOIS MATÉRIAUX ET SOLIVES RÉSISTANCE DES BOIS 6.3

BOIS

Constructiv en collaboration avec Woodwize

BOIS 6. 3 RÉSIST ANCE DES MA TÉRIA UX ET SOLIVES

Constructiv, Bruxelles, 2018

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D/2018/12.388/02

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Constructiv

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site web : www.constructiv.be Willem Van Peer

Groupe de travail: Alex Dierickx Bernard Despiere Christof Termote Etienne Moernaut Filip François Geert Dumelie Johan Lepoudre Patrick Coene Philip Deltour

Silveer De Dobbelaere Yvo Borry

Textes: Alex Dierickx Fabian Van Geert Willem Van Peer Dessins: Geert Dumelie Layout: Friso Claesen Groupe de lecture: Dr. Ir. Kurt De Proft

Jelle Loosveld Patrick Van Riet Werkgroep

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES AvAnt-ProPos

AVANT-PROPOS

Contexte

Le secteur de la construction, pilier de notre économie, est confronté constamment a un grand nombre de défis. Parmi ceux-ci, le secteur veille à assurer la formation continue de la main-d’oeuvre en activité dans la construction.

Pour renforcer la réserve de main-d’oeuvre qualifi ée, Constructiv porte une attention particulière à l’enseignement et à la formation des jeunes qui choisissent une formation dans le domaine de la construction.

La formation tout au long de la carrière professionnelle demeure une nécessite car les techniques et les matériaux évoluent de manière signifi cative; une plus grande attention sera accordée aux dispositions relatives à la sécurité et aux exigences liées à la « Construction durable ».

Par conséquent, Constructiv, avec le soutien des organisations professionnelles, charge des équipes de rédaction de manuels modulaires de formation. Ces manuels peuvent être complémentaires aux

publications du CSTC. Les équipes de rédaction peuvent varier selon le sujet. Les experts sont généralement identifi és auprès des opérateurs de formation et de l’enseignement, des professionnels du secteur en activité ou encore auprès des fabricants, pour être le plus proche possible de la réalité actuelle du milieu professionnel.

Le ‘Manuel modulaire Bois’

Ces manuels modulaires sont utilisables comme supports de cours à adapter selon les types de formation et selon les groupes cibles. Ces supports didactiques et du contenu supplémentaire sont également disponibles en format téléchargeable sur notre bibliothèque digitale www.buildingyourlearning.be.

Bien qu’il existe beaucoup de livres sur le bois et le traitement du bois, cet ouvrage est un complément incontournable : d’une part il donne un aperçu des produits, des techniques et des applications

contemporains, et d’autre part, il s’associe aux profi ls de compétences professionnelles existants qui sont progressivement traduits en référentiels de formation.

Plusieurs experts ont apporté leurs savoirs et savoirs faire pour délivrer ce travail qui apporte une contribution inestimable à l’artisanat de notre pays. Ce manuel s’adresse à tous ceux qui veulent maîtriser la profession.

Tous les aspects du travail sont décrits et expliqués en détail dans un langage facilement compréhensible et dans un style visuel fort.

Natacha Jérouville Présidente Building on People

RÉSUMÉ

CERTIFIED QUALITY SYS TEM

BCCA 9001ISO

Le chapitre d’introduction, porte sur la place principale du bois comme matériau dans la

construction. Il définit le besoin de calculs de résistance précis des forces à capter par les poutres pour définir de la sorte les dimensions des poutres.

Nous aborderons les caractéristiques spécifiques du bois comme matériau de construction dans le deuxième chapitre. Les avantages uniques qui font du bois un matériau de construction spécifique, le rapport entre la classe de tri et de résistance ainsi que le contrôle du bois. Le différents types de poutres en bois sont également abordés dans ce chapitre.

Dans le troisième chapitre, nous examinerons les différents éléments qui ont une influence sur la résistance du bois. A cette fin, la structure, la teneur en humidité, la classe climatique et la durée de chargement du bois seront examinées. Ces éléments sont importants pour la conception et les dimensions des poutres en bois.

Le quatrième chapitre traite les modes de calcul et les règles de conception des poutres en bois. Les facteurs qui ont une influence sur la résistance de la construction et les différentes formules à utiliser seront également abordés. Deux exemples de calcul sont utilisés pour clarifier le tout.

Pour conclure, nous examinerons dans le cinquième et dernier chapitre pour quelles applications les poutres en bois sont encore utilisées. Pour cela, quelques notions simples seront d’abord parcourues après quoi nous aborderons les différents types d’application des poutres. Enfin, quelques points d’attention pour la pose des gîtages seront encore expliqués.

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES soMMAire

SOMMAIRE

AVANT-PROPOS

3

RÉSUMÉ

4

SOMMAIRE

5

1. RÉSISTANCE DES POUTRES

6

2. LE BOIS COMME MATÉRIAU DE CONSTRUCTION

7

2.1. Tendance . . . . 7

2.2. Poutres en bois massif . . . . 8

2.2.1. Dimension du bois . . . .8

2.2.2. Le marquage CE . . . .9

2.2.3. Lien entre la classe de tri et la classe de résistance . . . .10

2.3. Bois lamellé-collé. . . .12

2.3.1. Classe de résistance du bois lamellé-collé . .12

2.3.2. Propriétés du bois lamellé . . . .13

2.3.3. Le marquage CE . . . .13

2.4. Poutres en I à base de bois . . . .14

2.4.1. Composition des poutres en I à base de bois . . . .14

2.4.2. Propriétés des poutres en I . . . .14

2.4.3. Le marquage CE . . . .16

3. INFLUENCE SUR LA RÉSISTANCE EN FONCTION DU MATÉRIAU

17

3.1. Propriétés du bois . . . .17

3.1.1. Structure du bois . . . .17

3.1.2. Teneur en humidité du bois . . . .17

3.1.3. Classe climatique . . . .18

3.1.4. Durée d’application des charges . . . .19

4. MODES DE CALCUL

20

4.1. Règles de conception . . . .20

4.1.1. Règles de conception simples . . . .20

4.1.2. Utilité des règles de conception . . . .21

4.2. Influences externes sur la résistance de la construction . . . .22

4.2.1. Approche . . . .22

4.2.2. Exemple de calcul . . . .25

5. CONSTRUCTION DE GÎTAGES

32

5.1. Notions . . . .32

5.2. Application . . . .35

5.2.1. Rez-de-chaussée . . . .35

5.2.2. Plancher d’étage . . . .36

5.2.3. Planchers de toiture plate . . . .37

5.3. Pose . . . .38

5.3.1. Horizontale . . . .38

5.3.2. Verticale . . . .39

5.3.3. Réalisation d’un gîtage . . . .39

6. GLOSSAIRE EXPLICATIF

41

Les poutres en bois occupent une place importante en tant que matériau dans la construction. Elle possèdent des propriétés favorables pour recevoir, répartir et transmettre les forces à des structures portantes sous-jacentes.

Cet avantage est obtenu avec une augmentation limitée du poids de la construction. Une portée importante est par ailleurs possible entre deux points d’appui; à cette fin, les poutres en lamellé-collé sont très intéressantes.

L’intérêt croissant pour la construction avec du bois a

contribué au calcul des structures en bois par des experts. Le surdimensionnement des poutres relèvent aujourd’hui du passé.

Aujourd’hui, nous nous basons sur des calculs de résistance précis pour obtenir des dimensions rationnelles.

Des évolutions dans la façon de travailler avec des poutres consistent en des modifications des matériaux dans lesquels les poutres sont réalisées. Et dans les manières dont les liaisons sont effectuées.

Des matériaux de plus en plus récents ne cessent d’être

commercialisés; ceux-ci nécessitent souvent beaucoup moins de travail et sont aussi plus coûteux.

Pour les raccords et les ancrages avec des murs, des accessoires métalliques dans lesquels nous plaçons les poutres sont aujourd’hui disponibles.

1. RÉSISTANCE DES POUTRES

Geert Dumelie

Connecteur entre poutre et mur

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES Le Bois CoMMe MAtériAu de ConstruCtion

2.1. Tendance

Pour la construction de gîtages, du bois résineux européen et canadien est la plupart du temps utilisé. Pour les exigences de qualité, les spécifications techniques unifiées STS 31-32 peuvent servir de guide et des mesures standard sont de préférence utilisées pour définir la dimension.

Le bois est un des plus anciens matériaux de construction et malgré la présence de nombreux matériaux de concurrence, le bois massif conserve sa valeur pour de nombreuses applications.

L’utilisation de bois connaît également une avancée favorable dans la production de nouveaux produits en bois. La valorisation de l’ossature en bois et la construction en madriers contribuent à cette évolution.

Outre une offre importante d’essences de bois qui sont appropriées comme bois de structure, nous pouvons également utiliser

plusieurs types de poutres en bois lamellées collées ainsi que l’offre considérable de poutres en I composées à base de bois.

Les avantages uniques du bois sont déterminants pour le succès de ces matériaux de construction; nous parlons :

• d’un matériau de construction respectueux de l’environnement;

• d’un matériau renouvelable, naturel et organique;

• d’une résistance mécanique favorable par rapport à son poids propre;

• d’une valeur d’isolation thermique;

• de bonnes propriétés acoustiques;

• d’un matériau facile à travailler et qui demande peu d’énergie.

2. LE BOIS COMME MATÉRIAU DE CONSTRUCTION

2.2. Poutres en bois massif

2.2.1. Dimension du bois

Bien que le calcul des dimensions et de l’entraxe de la poutre ne relèvent pas des tâches du charpentier, une connaissance de base des divers facteurs qui jouent un rôle dans ce calcul est souhaitable.

Pour le calcul, quelques notions à prendre en compte sont les suivantes :

• les exigences liées à la fiabilité;

• les exigences liées à la sécurité;

• le poids du plancher;

• dans le cas d’un plancher d’étage, il s’agit du poids de la finition du plancher, de la structure et du plafond (soit au total environ 1,0 à 1,2 kN/m²);

• la charge utile du plancher pour des habitations est fixée à 2,0 kN/m2;

• la portée de la poutre;

• l’entraxe;

• en cas d’utilisation de panneaux comme revêtement, vous devez tenir compte des mesures standard des panneaux utilisés.

Entraxe

(m) Section nominale du bois 2 côtes rabotés (mm)

38 x 125 50 x 125 63 x 150 63 x 175 75 x 200 75 x 225 38 x 120 50 x 120 63 x 145 63 x 170 75 x 195 75 x 220 0,3

Portée max. (en m.)

2,96 3,25 4,24 4,97 6,20 6,82

0,4 2,69 2,95 3,85 4,51 5,63 6,19

0,6 2,35 2,58 3,36 3,94 4,92 5,41

1,0 ^{1,98 2,17 2,84 3,32 4,15 4,56}

1,2 ^{1,86 2,04 2,67 3,13 3,90 4,29}

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES Le Bois CoMMe MAtériAu de ConstruCtion

Chaque type de bois possède ses propriétés spécifiques ce qui signifie que la propriété mécanique de chaque type de bois diffère d’une pièce à l’autre. La conception des structures porteuses en bois nécessite la réalisation des calculs nécessaires.

Pour pouvoir travailler de manière efficace, le bois est réparti en un système de classes de résistance. Nous pouvons de la sorte regrouper les types de bois avec des résistances mécaniques similaires, ce qui présente l’avantage qu’ils sont interchangeables sur le plan mécanique.

Lors de la conception, des classes de résistance spécifiques sont prescrites avec les valeurs de résistance caractéristiques de cette classe :

• résistance à la flexion;

• résistance à la traction;

• élasticité.

2.2.2. Le marquage CE

Le marquage CE du bois structuré est nécessaire pour reconnaître sans équivoque et de manière visible la résistance du bois et pour pouvoir retrouver, en cas de contestation, qui est responsable de l’octroi de ces prestations. Il s’agit d’une déclaration de l’entreprise que son produit est conforme aux spécifications de la norme EN 14080.

Conformément à la norme actuelle, un bois structuré dont la résistance n’est pas contrôlée ne peut pas être travaillé.

Le marquage CE peut être effectué de deux manières différentes : • le marquage peut être posé sur le bois même;

• une étiquette avec les données minimales doit être prévue sur chaque lot. 

Le contrôle permettant de savoir si le bois répond à la certification peut être effectué par un organisme notifié; chez nous, il s’agit de WOOD.BE. Il peut vérifier la conformité de votre produit avec les exigences de la norme NBN EN 14081-1/A1.

Deux méthodes sont utilisées pour définir la classe de résistance d’une essence de bois conformément à la norme NBN EN 14081 :

• la méthode visuelle. Celle-ci répartit le bois structuré issu de conifères selon une propre classification visuelle qui se compose des classes suivantes : S4, S6, S8 et S10 (selon la norme NBN B 16- 520). Celles-ci correspondent respectivement avec les classes de résistance C16, C18, C24 et C30;

• la méthode de contrôle mécanique qui renseigne directement la

Geert Dumelie

résistance à la flexion

Geert Dumelie

résistance à la traction

Geert Dumelie

élasticité

2.2.3. Lien entre la classe de tri et la classe de résistance

Contrairement au bois feuillu, un lien est directement établi pour le bois résineux entre la classe de résistance et la classe de tri.

Classe de tri S4 S6 S8 S10

Classe de résistance C16 C18 C24 C30

La classe de tri est définie par : • le nombre de nœuds;

• la taille des nœuds;

• le tracé des fibres;

• la largeur des anneaux de croissance (cernes);

• les flaches;

• les fissures;

• les déformations;

• les poches de résine, l’écorce intermédiaire;

• les dégâts causés par les insectes, les champignons;

• l’endommagement mécanique.

Le tableau ci-dessous clarifie la classe de tri : tableau récapitulatif avec les limites des défauts autorisés

Classe de tri s4 s6 s8 s10

nœuds

Pas de situation marginale Km ≤ 1/2 Kt ≤ 1/2 Kt ≤ 1/2 Kt ≤ 1/3 Km ≤ 1/5, Kt ≤ 1/5

Situation marginale Km ≤ 1/2 Kt ≤ 1/3 Kt ≤ 1/3 Kt ≤ 1/5  /

Tracé des fibres ≤ 1/6 ≤ 1/6 ≤ 1/10 ≤ 1/10

Largeur des anneaux de croissance  /

Généralités ≤ 10 mm ≤ 6 mm ≤ 6 mm ≤ 6 mm

Orégon/Douglas / ≤ 10 mm ≤ 10 mm ≤ 6 mm

Flache diminution du pan et/ou surface ≤ 1/3 de la dimension : longueur illimitée Fissures

Pas continues Maximum 1500 mm ou ≤ 1/2 de la longueur du bois Maximum 1000 mm ou ≤ 1/4 de la longueur du bois Continues Maximum 1000 mm ou ≤ 1/4 de la longueur du bois admissible seulement aux extrémités maximum une

fois la largeur de la pièce

déformations

Bow ≤ 20 mm pour 2 m ≤ 10 mm pour 2 m

Spring ≤ 12 mm pour 2 m ≤ 8 mm pour 2 m

Twist ≤ 2 mm par 25 mm de largeur au-delà de 2 m ≤ 1 mm par 25 mm de largeur au-delà de 2 m

Cup  /

Poches de résine, écorce intermédiaire 

Pas continues < b pas de limite, sinon les mêmes limites que pour les fissures Continues < b pas de limite, sinon les mêmes limites que pour les fissures Dégâts causés par les insectes pas autorisé, petits trous de vers autorisés

dégâts causés par les champignons 

Bleuissement autorisé de manière illimitée

Echaffure bois solide : max. 1/4 b et/ou 1/4 d; max. 0,5 m de

longueur pas autorisé

Pourriture autorisé de manière illimitée

Endommagement mécanique assimilé avec un nœud

Bois de compression anneaux de croissance sur une face et sur un côté,

limité jusqu’à 5 mm d’épaisseur totale pas autorisé

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES Le Bois CoMMe MAtériAu de ConstruCtion

Projection des noeuds:

zone marginale la plus faible Km

Flache sur deux arêtes

Twist, gauchissement Inclinaison générale des fibres sur la face dosse

Bois de compression, sur une et deux faces

Geert Dumelie

Zone marginale: Projection totale des noeuds Kt sur la face transversale

Fente non transversale Inclinaison générale des fibres sur la face quartier

Bow, voilement longitudinal de face

Largeur des cernes de croissance bois sur quartier Largeur des cernes de croissance bois sur dosse

2.3. Bois lamellé-collé

2.3.1. Classe de résistance du bois lamellé-collé

La norme européenne NBN EN 14080 prévoit un classement pour la résistance du bois lamellé-collé horizontal qui se compose de quatre lamelles minimum. Plusieurs classes de résistance sont définies et la résistance caractéristique, l’indéformabilité et la masse volumique sont reprises. Cette norme se limite au bois résineux lamellé-collé.

Des données importantes pour connaître la résistance du bois lamellé-collé sont :

• les majuscules GL GluedLaminatedTimber = bois lamellé;

• la minuscule c : combinaison de lamelles de plusieurs classes de résistance;

• la minuscule h : composé de manière homogène de lamelles de la même classe de résistance;

• le nombre renseigne la résistance à la flexion en N/mm².

tableau récapitulatif avec la classe de résistance des poutres lamellées les plus fréquemment utilisées Classe de résistance GL24h GL24c GL28h GL28c GL32h GL32c GL36h GL36c Valeurs de calcul classes de résistance

en N/mm²  

Résistance à la flexion 24 24 28 28 32 32 36 36

Résistance à la traction parallèle 16,5 14 19,5 16,5 22,5 19,5 26 22,5

Résistance à la traction à l’aplomb 0,5

Résistance à la pression parallèle 24 21 26,5 24 29 26,5 31 29

Résistance à la pression à l’équerre 2,7 2,4 3 2,7 3,3 3 3,6 3,3

Résistance au glissement et à la torsion 2,5

Valeurs de calcul rigidité en N/mm²

(module élasticité)  

Parallèle 11600 11600 12600 12600 13700 13700 14700 14700

A l’équerre 390 320 420 390 460 420 490 460

Modules glissement 720 590 780 720 850 780 910 850

Valeurs de calcul étanchéité en kg/m³  

Étanchéité 380 350 410 380 430 410 450 430

Tableau avec la classe de résistance des poutres lamellées les plus fréquemment utilisées

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES Le Bois CoMMe MAtériAu de ConstruCtion

2.3.2. Propriétés du bois lamellé

Longueur

Le bois lamellé permet de plus grandes portées; des longueurs de plus de 12 m sont facilement livrées. Les plus grandes longueurs présentent également l’avantage que l’on peut prévoir les poutres de manière continue sur plusieurs points d’appui, permettant un placement aisé.

indéformabilité

En utilisant les techniques de collage adéquates, les tensions dans le bois peuvent être limitées, permettant une meilleure indéformabilité.

technicité

Le marquage CE et l’approbation ETA (agréments techniques européens) garantissent les propriétés mécaniques des poutres.

résistance mécanique

Les résistances mécaniques (résistance à la traction, à la

compression, à la flexion et à la torsion) sont plus favorables dans le cas du bois lamellé plutôt que des poutres massives.

2.3.3. Le marquage CE

Les poutres lamellées collées sont utilisées comme bois structuré et doivent être, comme déjà signalé précédemment, marquées CE pour, en cas de contestation, pouvoir retrouver qui est responsable pour l’octroi de ces prestations. Il s’agit d’une déclaration de l’entreprise que son produit est conforme aux spécifications de la norme EN 14080.

2.4. Poutres en I à base de bois

Les poutres ou profils en I sont connus pour les profils en acier mais peuvent aussi être utilisés pour des réalisations en bois.

Elles sont essentiellement utilisées comme éléments répétitifs tels que :

• planchers;

• chevrons;

• montants.

Dans le cas d’une poutre en I chargée, le moment de flexion qui se produit sera absorbé par la membrure inférieure et la membrure supérieure alors que l’âme absorbe la force transversale. Moyennant le respect d’une distance minimale par rapport au point d’appui le plus proche, nous pouvons forer dans l’âme pour passer de plus grandes conduites dans le plancher. Le lattage structurel au- dessus du gîtage assure la stabilité latérale contre le flambage de la membrure supérieure des poutres en I.

2.4.1. Composition des poutres en I à base de bois

Les poutres en I en bois se composent d’une : • membrure inférieure;

• membrure supérieure;

• âme.

Durant le processus de production, les membrures sont réalisées sur mesure et une rainure est prévue. L’âme est collée dans cette rainure avec de la colle résistant à l’eau sous haute pression pour former une poutre en I.

2.4.2. Propriétés des poutres en I

Longueur

Les poutres en I en bois sont produites avec une longueur de 12 mètres. Elles peuvent aussi aisément être livrées dans cette longueur. Le résultat est que l’on peut obtenir de plus grandes portées et que la quantité de déchets lors du sciage en plus petites parties est moins importante. Ces plus grandes longueurs présentent également l’avantage qu’il est possible de prévoir les poutres en I de manière continue sur plusieurs points d’appui, permettant un placement aisé.

rigidité élevée

L’âme est réalisée dans un panneau homogène et les membrures sont quant à elles réalisées en bois avec une meilleure classe de tri. Le produit présente de ce fait des propriétés de résistance et de rigidité relativement élevées.

Geert Dumelie

Poutres en I

Geert Dumelie

Poutre en I avec marquage CE

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES Le Bois CoMMe MAtériAu de ConstruCtion

Poids léger

Pour une charge et une distance intermédiaire identiques, les poutres en I sont 40% plus légères que les poutres traditionnelles en bois massif.

Faciles à travailler

Les poutres en I sont légères, faciles à scier et peuvent être

façonnées avec de l’outillage traditionnel. Il est également possible d’effectuer de plus grandes portées supplémentaires.

indéformables et parfaitement droites

Les poutres en I possèdent un taux d’humidité considérablement moins élevé qu’une poutre de bois de charpente sciée de manière traditionnelle; il n’est de ce fait pratiquement plus question de gauchissement, de torsion et de retrait. Lors de l’utilisation dans un gitâge, les poutres en I présentent l’avantage que le bruit de craquement du plancher peut être évité moyennant une installation correcte des produits.

valeurs d’isolation élevées

De tous les matériaux de construction couramment utilisés, le bois possède la meilleure valeur d’isolation structurelle. Il isole en effet 15 fois mieux que le béton, ce qui nécessite moins d’isolation et moins d’énergie supplémentaires pour le chauffage et le refroidissement.

En cas d’utilisation comme toit ou paroi, une poutre en I en bois donne en outre un pont thermique minimum. Vu la finesse de l’âme, le transport de chaleur par la poutre en I en bois est très limité (la conduction thermique à la fois pour la membrure et pour l’âme étant de 0,13W/mK; la variation naturelle dans l’étanchéité des matériaux étant déjà prise en compte). Les différentes hauteurs disponibles permettent une isolation plus épaisse, jusqu’à 40 cm pour les toitures et les parois.

Aspect écologique

Trois fois moins de bois est utilisé que pour une poutre sciée traditionnelle avec des propriétés mécaniques similaires.

technicité

Le marquage CE et l’approbation ETA (agréments techniques européens) garantissent les propriétés mécaniques des poutres en I.

Caractéristiques minimales

Nom largeur

(mm)

hau-teur (mm)

(kNm) Vk (kN)Mk EI

(kNm²) GA (kN)

I - Joist 45/240 45 240 8,92 10,69 474 2030

I - Joist 60/240 60 240 11,87 11,38 614 2030

I - Joist 90/240 90 240 17,75 11,76 948 2030

I - Joist 45/300 45 300 11,74 12,9 803 2250

I - Joist 60/300 60 300 15,57 13,74 1038 2250

I - Joist 90/300 90 300 23,21 14,19 1598 2250

I - Joist 45/360 45 360 14,01 17,84 1369 4780

I - Joist 60/360 60 360 18,52 16,97 1611 3320

I - Joist 90/360 90 360 27,51 17,25 2475 3320

Poutres de composition légère qui répondent aux exigences sans autre preuve

Nom Finnforest Steico - Joist JJ - Joist Boise BCI LPI - Joist

ETA 02/0026 ETA 06/2038 ETA 10/0335 ETA 10/0335 ETA 12/0480

I - Joist 45/240 FJI 45/240 SJ 45/240 JJI 245 B* 241 BC15000,2.0E LPI 32 Plus - 240

I - Joist 60/240 FJI 58/240 SJ 60/240 JJI 245 D* 241 BC160,2.0E LPI 42 Plus - 240

I - Joist 90/240 FJI 89/240 SJ 90/240 / 241 BC190,2.0E LPI 52 Plus - 240

I - Joist 45/300 FJI 45/300 SJ 45/300 JJI 300 B 302 BC15000,2,0E LPI 32 Plus - 300

I - Joist 60/300 FJI 58/300 SJ 60/300 JJI 300 D 302 BC160,2,0E LPI 42 Plus - 300

I - Joist 90/300 FJI 89/300 SJ 90/300 / 302 BC190,2,0E LPI 52 Plus - 302

I - Joist 45/360 / SJ 45/360 JJI 350 C* 356 BC16000,2,0E* LPI 32 Plus - 360

I - Joist 60/360 FJI 58/360 SJ 60/360 JJI 350 D* 356 BC160,2,0E* LPI 42 Plus - 360

I - Joist 90/360 FJI 89/360 SJ 90/360 / 356 BC190,2,0E* LPI 52 Plus - 356

* les dimensions diffèrent plus de 2 mm du tableau avec les caractéristiques

2.4.3. Le marquage CE

Les poutres en I en bois doivent bénéficier de l’agrément technique européen (ETA) et être marquées CE pour reconnaître sans équivoque et de manière visible la résistance du bois. En cas de contestation, ce marquage est également utile pour pouvoir retrouver qui est responsable pour l’octroi de ces prestations. Vous pouvez retrouver l’approbation (ETA) et le marquage CE sur l’âme de la poutre en I.

Selon le fabricant, les poutres en I peuvent différer entre elles au niveau des propriétés mécaniques.

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES inFLuenCe sur LA résistAnCe en FonCtion du MAtériAu

3.1. Propriétés du bois

3.1.1. Structure du bois

Le comportement mécanique du bois est défini par sa structure.

Les molécules dans les parois cellulaires et, à une échelle un peu plus grande, les fibres du bois, sont des éléments qui déterminent la résistance et la déformation du bois.

• La résistance et la déformation des poutres de construction

montrent, dans le sens des fibres, des valeurs beaucoup plus élevés que perpendiculairement sur les fibres;

• La force de traction, perpendiculairement sur les fibres, est petite en raison de l’adhérence limitée entre les fibres;

• Dans le sens de la longueur, les fibres du bois peuvent facilement glisser, expliquant la faible résistance au glissement du bois;

• La résistance à la compression parallèlement à la fibre est définie par le flambage des fibres de bois séparément;

• La résistance à la traction parallèlement aux fibres est définie par l’adhérence entre les fibres du bois.

3.1.2. Teneur en humidité du bois

• Le bois peut absorber ou rejeter l’humidité en fonction du taux d’humidité relatif de l’environnement. La teneur en humidité a une grande influence sur la résistance du bois. L’humidité ramollit les fibres, diminuant de la sorte la résistance.

• Le travail du bois a également une influence sur la résistance. Des changements de volume du bois se produisent suite au retrait lors du séchage et un gonflement apparaît en cas d’absorption d’humidité. Pour les constructions porteuses, le travail du bois et ses conséquences doivent être pris en compte.

• Après le sciage, le bois est séché dans les plus brefs délais jusqu’à une teneur en humidité de 20% au moyen d’un séchage naturel.

Si le bois, certainement en cas de séchage artificiel, est séché trop vite ou trop en profondeur, le risque de déformations ou de fissures est élevé.

3. INFLUENCE SUR LA RÉSISTANCE EN FONCTION DU MATÉRIAU

Geert Dumelie

Changements de forme lors du séchage du bois

Le retrait du bois diffère totalement dans les trois différents sens : • radial : perpendiculairement sur les anneaux de croissance 0,15%

par % teneur en humidité du bois

• tangentiel : parallèlement sur les anneaux de croissance 0,30 % par

% teneur en humidité du bois

• axial : dans le sens de la longueur 0,01 % par % teneur en humidité du bois

Il est recommandé de conditionner le bois jusqu’à une teneur en humidité qui correspond autant que possible avec les conditions environnementales.

3.1.3. Classe climatique

Comme la résistance et la rigidité du bois diminuent au fur et à mesure que le climat est «défavorable», une distinction est établie en ‘classes climatiques’.

Nous tenons compte de l’espace où la construction se trouve et distinguons les caractéristiques suivantes :

• l’humidité relative de l’air,

• la température majoritairement présente.

La classe climatique est établie sur base de ces deux caractéristiques du climat.

Classe climatique 1 : un environnement sec

Une humidité du bois qui, pour une température de 20°C,

correspond avec une humidité de l’air relative qui ne dépasse les 65

% que quelques semaines par an. Cela se produit dans des espaces intérieurs chauffés. L’humidité moyenne d’équilibre de la plupart des types de bois résineux est < 12 %.

Classe climatique 2 : un environnement humide Une humidité du bois qui, pour une température de 20°C, correspond avec une humidité de l’air relative qui ne dépasse les 85% que quelques semaines par an. Cela se produit dans des espaces intérieurs qui ne sont pas chauffés de manière permanente ou dans des espaces extérieurs protégés par un toit. La teneur en humidité d’équilibre moyenne de la plupart des types de bois résineux est < 20 %.

Classe climatique 3 : un environnement extérieur

Tous les autres cas. L’humidité moyenne d’équilibre de la plupart des types de bois résineux est > 20 %.

Geert Dumelie

Radial - tangentiel - axial

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES inFLuenCe sur LA résistAnCe en FonCtion du MAtériAu

3.1.4. Durée d’application des charges

Nous faisons une distinction sur base de la durée d’application des charges. La durée d’application des charges est également répartie en classes. La résistance et la rigidité du bois vont diminuer au fur et à mesure que la charge sera présente plus longtemps. Classe V, la charge immédiate constitue une exception.

Classe i : Permanente, plus de 10 ans.

Toutes les charges permanentes et charge variable pour des travaux de construction avec une période de référence supérieure à 10 ans, comme le propre poids de la construction.

Classe ii : Longue durée, de 6 mois à 10 ans.

Toutes les charges permanentes et charge variable pour des travaux de construction avec une période de référence inférieure à 10 ans, comme le stockage prolongé de marchandises.

Classe iii : durée moyenne, de 1 semaine à 6 mois.

Vaut pour toutes les valeurs externes des charges variables, sauf celles citées dans la classe IV, comme la surcharge sur les planchers.

Classe iv : Courte durée, moins de 1 semaine

Il s’agit de charges telles que la neige.

Classe v : immédiate, 5 secondes

Il s’agit de charges telles que le vent et une charge accidentelle.

4.1. Règles de conception

Nous faisons une distinction entre la nature et la taille de la construction.

Si l’utilisation de bois scié reste limitée dans des structures portantes aux plus petites portées et planchers et de ventrières ainsi que de colonnes à hauteur d’étage et de styles de façade, nous pouvons faire un calcul simple.

En cas de bois, de planchers et de toits normalement chargés, des règles de conception pour une première estimation des dimensions peut être utilisée avec une étude de la situation approfondie et basée sur une expérience de professionnels.

4.1.1. Règles de conception simples

La hauteur de la poutre est définie par la portée de la poutre.

La largeur de la poutre est proportionnelle à la hauteur de la poutre.

La largeur de la poutre est déterminante pour la distance réciproque entre les poutres.

Ces formules simples peuvent être appliquées pour les planchers et pour les toits.

notions

L : portée de la poutre; il s’agit d’une mesure donnée

h : hauteur de la poutre; elle doit être calculée - corriger les mesures trouvées en dimensions commerciales courantes

l : largeur de la poutre; elle doit être calculée - corriger les mesures trouvées en dimensions commerciales courantes

a : l’entraxe minimum des poutres - l’entraxe est essentiellement défini par les dimensions des panneaux de plancher à utiliser et l’exigence en vigueur : minimum un panneau des deux côtés des poutres et un support au niveau des bords

Formule:

h : peut varier de L/15 à L/20 l : peut varier de h/3 à h/6

a : l x 10 pour des planchers - b x 15 pour des toitures

4. MODES DE CALCUL

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES Modes de CALCuL

exemple

Donnée : la portée de la poutre est de 360 cm

Demandé : de combien doivent être la hauteur et la largeur de la poutre?

Développement : h = 360 cm / 20 = 18 cm b = 18 cm / 6 = 3 cm a_planchers = 3 x 10 = 30 cm a_toitures = 3 x 15 = 45 cm

4.1.2. Utilité des règles de conception

Comme mentionné précédemment dans ce chapitre, ces règles de conception sont utilisées pour des constructions simples de taille limitée.

Lors d’un précalcul où une première estimation est effectuée, cette méthode de calcul est également utilisée.

Après un calcul de résistance détaillé, ces règles de conception restent un contrôle pratique sur les erreurs de calcul.

Geert Dumelie

Exemple de calcul règle de conception simple

4.2. Influences externes sur la résistance de la construction

4.2.1. Approche

Selon les données dont nous disposons, nous pouvons utiliser la formule dans diverses circonstances.

Des facteurs déterminants restent toujours : • la charge sur la construction;

• la distance entre les points d’appui;

• les dimensions des poutres porteuses;

• la distance intermédiaire entre les poutres porteuses;

• l’élasticité du matériau utilisé;

• l’influence du moment d’inertie;

• la flexion maximale autorisée.

La charge sur la construction

Celle-ci varie selon qu’il soit question d’un plancher ou d’une toiture.

Un élément commun pour cette construction est le propre poids des matériaux. Il s’agit d’une charge permanente; elle est toujours présente (Classe I).

Tant pour les toitures plates que pour les toitures en pente, l’influence du vent, de la pluie ou de la neige joue un rôle. Il s’agit d’une charge variable; elle diffère avec les conditions climatiques (Classe IV).

Cette charge peut différer en fonction de l’emplacement géographique; il existe à cette fin des données qui peuvent être consultées facilement auprès de l’Institut Géographique National (IGN).

Geert Dumelie

Représentation schématique de la charge permanente

Geert Dumelie

Représentation schématique de la charge variable

NGI

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Les planchers peuvent être chargés en déposant du mobilier sur la structure. Ce n’est pas uniquement le poids d’un meuble mais également son contenu; songez à une bibliothèque remplie de livres. Nous parlons dans ce cas d’une charge statique.

En fonction de la destination du local, plusieurs personnes peuvent se trouver sur le plancher. Comme ces personnes se déplacent, nous parlons d’une charge dynamique. Dans le cas d’une charge dynamique, le poids de la personne est multiplié avec le facteur 1,2.

La distance entre les points d’appui

En termes architecturaux, la distance entre deux points d’appui est appelée «portée». Cette portée dépend de la conception de la construction. La plupart du temps, dans le cas de poutres en bois massif, la portée est limitée à 6 mètres maximum; ce poids est essentiellement dû à la longueur disponible des poutres.

Si une portée de plus de 6 mètres doit être comblée, nous pouvons opter pour :

• poutres laminées;

• profils en I en bois;

• poutres massives avec dents-de-scie.

Les dimensions des poutres porteuses

Les dimensions des poutres porteuses sont choisies en fonction des mesures commerciales.

Geert Dumelie

Représentation schématique de la charge statique

Geert Dumelie

Représentation schématique de la charge dynamique

Geert Dumelie Geert Dumelie

Représentation schématique de la portée

La distance intermédiaire entre les poutres porteuses La distance intermédiaire entre les poutres porteuses dépend des règles de conception mais, dans la pratique, elle dépend aussi de la largeur des panneaux ou des nattes d’isolation.

L’élasticité du matériau

L’élasticité du bois de construction est essentiellement importante pour le sens de la longueur de la poutre. L’élasticité du bois diffère dans le sens de la longueur par rapport au sens transversal du bois.

L’élasticité d’un matériau se caractérise par son module d’élasticité.

Pour le bois perpendiculairement à la fibre le module d’élasticité est compris entre 600 et 1000 N/mm².

Pour le bois, parallèlement à la fibre, le module d’électricité est considérablement plus élevé et est compris entre 9000 et 16000 N/mm².

Contrairement à la plupart des matériaux, ces valeurs varient en fonction du type de bois et de la classe de tri du bois.

L’influence du moment d’inertie

La forme et les dimensions de la structure porteuse sont déterminantes pour le moment d’inertie. Pour les structures porteuses en bois, nous utilisons essentiellement des poutres avec une section rectangulaire.

Pour des poutres avec une section rectangulaire, le moment d’inertie autour de l’axe X est calculé comme suit :

I = (b x h³) 12

Pour des profils I, la formule du moment d’inertie autour de l’axe X est :

I = (b x h³) - ((b - i) x (h - 2f)³)

12 12

Le dessin ci-contre apporte une explication à ce sujet.

Geert Dumelie

Représentation schématique des différentes distances intermédiaires entre des poutres porteuses

Geert Dumelie

Représentation schématique section rectangulaire en bois

Fabian Van Geert

Représentation schématique profil I en bois

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Geert Dumelie

Flexion pour une paroi

Geert Dumelie

Flexion pour une poutre

Geert Dumelie

Flexion pour une ferme de toit

Flexion tolérée pour des poutres porteuses

Pour des matériaux sensibles à la déchirure comme le bois, la flexion tolérée est de .

Nous nous basons pour cela sur la norme NBN B-03-003. Dans les exemples de calcul, nous utilisons 0,002 x la longueur de la poutre.

Précision :

• Pour une paroi de 2,60 m ou 2600 mm, la flexion maximale est de : о Flexion maximale = 0,002 x 2600 mm = 5,2 mm

• Pour une poutre de plancher de 5,20 m ou 5200 mm, la flexion maximale est de :

о Flexion maximale = 0,002 x 5200 mm = 10,4 mm

• Pour un toit en bâtière avec arbalétriers de 6 m ou 6000 mm, la flexion maximale est de :

о Flexion maximale = 0,002 x 6000 mm = 12 mm

4.2.2. Exemple de calcul

Nous prenons comme donnée une structure constituée de poutres en sapin avec les propriétés suivantes :

• Largeur : 60 mm • Hauteur : 165 mm • Longueur : 4800 mm • Classe de tri : C18

Les données complémentaires suivantes peuvent être déduites ou calculées de ces données :

Le sapin de classe C18 possède un module d’élasticité de 9000 N/

mm²

Pour une poutre avec une largeur (l) de 60 mm et une hauteur (h) de 165 mm, nous pouvons calculer le moment d’inertie (l) avec la formule :

I = (b x h³) 12

• I = (60 mm x (165 mm)³) / 12 • I = (60 mm x 4492125 mm³) / 12 • I = (269527500 mm⁴) / 12 • I = 22460625 mm⁴

Nous pouvons travailler avec ces données et nous pencher sur les formules de la résistance des matériaux.

situation de charge Moment max. Flexion

Posée librement sur deux points d’appui avec

une charge ponctuelle au centre. M = (P x L)

4 f = (P x L³)

(48 x E x I)

Posée librement sur deux points d’appui avec

une charge ponctuelle à un endroit arbitraire. M = (P x a x b)

L f = (5 x M x L²)

(48 x E x I)

Coincée d’un côté et avec une charge

ponctuelle sur l’autre extrémité. M = P x L f = (P x L³)(3 x E x I)

Posée librement sur deux points avec une charge uniformément répartie sur toute la longueur.

M = (Q x L²)

8 f = (5 x Q x L⁴) (384 x E x I)

Posée librement sur deux points avec une

charge en triangle. M = 0,128 x Q x L f = (0,0134 x Q x L³)

(E x I)

Coincée d’un côté avec une charge

uniformément répartie sur toute la longueur. M = (Q x L²)

2 f = (Q x L⁴)

(8 x E x I)

Coincée des deux côtés avec une charge

uniformément répartie sur toute la longueur. M = (Q x L²)

12 f = (Q x L⁴) (384 x E x I)

Coincée des deux côtés avec une charge

ponctuelle au centre. M = (P x L)

8 f = (P x L⁴) (192 x E x I)

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Liste des symboles utilisés : σ : tension en N/mm²

M : moment de flexion en Nmm

W : moment de résistance contre la flexion en mm³ I : moment d’inertie en mm⁴

f : flexion en mm

E : module d’élasticité en N/mm² P : charge ponctuelle en N

Q : charge uniformément répartie,

nous procédons à une distinction entre : • charge de volume (N/mm³)

• charge sur la surface (N/mm²) • ligne de charge (N/mm)

Dans les calculs pour les poutres en bois, nous utilisons la ligne de charge (N/mm) comme charge uniformément répartie.

k : constante en fonction de la formule n : constante en fonction de la formule exemple de calcul 1 - toiture plate

Sur un toit existant de 4,80 m sur 7,10 m, une nouvelle finition du toit doit être posée. La structure se compose de poutres en sapin 60/165 séparées les une des autres avec un entraxe de 0,43 m.

La classe de tri de ces poutres est C18, ces poutres possèdent un module d’élasticité de 9000 N/mm².

Nous tolérons une flexion de 0,002 x 4800 mm = 9,6 mm = f

Le retrait occasionné par le poids des poutres est considéré comme négligeable dans cet exemple. En principe, le calcul est donc uniquement valable pour des charges de courte durée.

Geert Dumelie

Demandé

A combien peut s’élever la charge par m² pour cette structure du toit? Le flexion est ici déterminante et non la tension minimale du bois.

Mode de calcul

La situation de départ est une poutre à la verticale reposant sur deux points d’appui sur lesquels, sur toute la longueur, une charge uniformément répartie est posée.

Nous utilisons pour cela la formule : f = (5 x Q x L⁴)

(384 x E x I)

Les données connues dans cette formule sont :

• le moment d’inertie I (voir 4.2.2) I = 22460625 mm⁴ • la longueur de la poutre L = 4800 mm • le module d’élasticité de C 18 E = 9000 N/mm²

• la flexion maximale f f = 9,6 mm

Nous pouvons déduire Q de cette formule : Q = (384 x E x I x f)

(5 x L⁴)

• Q = (384 x 9000 N/mm² x 22460625 mm⁴ x 9,6 mm) / (5 x (4800 mm)⁴ ) • Q = (384 x 9000 N/mm² x 22460625 mm⁴ x 9,6 mm) /

(5 x 530841600000000 mm⁴ ) • Q = (745189632000000 Nmm³) / (2654208000000000 mm⁴ ) • Q = 0,28 N/mm ou Q = 0,28 kN/m ou Q = 28 kg/m

Avec un entraxe mutuel de 430 mm, nous divisons la valeur calculée par 0,43 m.

Dans ce cas, la charge pour la structure du toit devient : (28 kg/m) = 65,12 kg/m²

(0,43 m)

Geert Dumelie

Exemple de calcul toiture plate - croquis entraxe

Attention

Les entraxes et dimensions comme celles du bois sont généralement exprimés en mètres mais pour ces calculs, nous utilisons les millimètres (1 m = 1000 mm)

Geert Dumelie

2 points imposés librement, charge uniformément répartie

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exemple de calcul 2 - Charge sur un plancher en bois Un grenier de 4,60 m sur 8,00 m est aménagé comme chambre d’étudiant.

Pour l’aménagement de la chambre, le choix va se porter sur un bureau, deux bibliothèques, une table, quatre chaises et deux fauteuils. Les meubles se trouvent au milieu de la portée et ont un poids collectif de 250 kg.

Le plancher du grenier est actuellement réalisé en poutres de sapin 60/180 - classe de tri C24, un plancher stratifié d’une épaisseur de 7 mm et un sous-plancher en OBS d’une épaisseur de 18 mm.

Dans cet exemple, nous considérons le facteur «retrait» comme négligeable.

Nous tolérons une flexion de 0,002 x 4600 mm = 9,2 mm = f Demandé

La structure du plancher existante suffit-elle pour supporter le poids?

Mode de calcul

Nous prenons comme situation de départ une poutre qui est coincée aux deux extrémités. Il y a deux sortes de charge :

• une charge ponctuelle : les meubles;

• une charge uniformément répartie : le panneau OSB et le plancher stratifié

Pour la charge ponctuelle, nous utilisons la formule : f = (P x L³)

(192 x E x I)

Les données connues dans cette formule sont :

• le poids des meubles (charge ponctuelle) : P = 250 kg = 2500 N

• la longueur de la poutre : L = 4600 mm

• le module d’élasticité de C 24 : E = 11600 N/mm² • l’emplacement de la charge ponctuelle sur la poutre

milieu de la poutre Nous devons calculer le moment d’inertie.

Nous prenons comme donnée une construction constituée de poutres en sapin avec les propriétés suivantes :

• Largeur: 60 mm

• Hauteur : 180 mm

Geert Dumelie

Exemple de calcul 2 : charge sur un plancher en bois

Les données complémentaires suivantes peuvent être déduites ou calculées de ces données :

Le sapin de classe C24 possède un module d’élasticité de 11600 N/mm².

Pour une poutre d’une largeur (l) de 60 mm et d’une hauteur (h) de 180 mm, nous pouvons calculer le moment d’inertie (l) avec la formule :

I = (b x h³) 12

• I = (60 mm x (180 mm)³) / 12 • I = (60 mm x 5832000 mm³) / 12 • I = (349920000 mm⁴) / 12 • I = 29160000 mm⁴

Nous pouvons travailler avec ces données et nous pencher sur les formules de la résistance des matériaux.

f = (P x L³) (192 x E x I)

• f = (2500 N x (4600 mm)³) / (192 x 11600 N/mm² x 29160000 mm⁴ ) • f = (2500 N x 97336000000 mm³) /

(192 x 11600 N/mm² x 29160000 mm⁴ ) • f = (243340000000000 Nmm³) / (64945152000000 Nmm²)

• f = 3,75 mm

Pour la charge uniformément répartie, nous utilisons la formule : f = (Q x L⁴)

(384 x E x I)

La charge du panneau OSB et du stratifié dépend du fabricant. Nous prenons la valeur suivante :

• OSB 18 mm = 10 kg/m² =100 N/m² = 0,0001 N/mm² • Stratifié 7 mm = 6,5 kg/m² = 65 N/m² = 0,000065 N/mm²

• La charge totale du panneau OSB et du stratifié = 0,000165 N/mm² • Les poutres sont posées avec une entaxe de 0,43 m; la ligne de

charge (Q) est donc égale à :

• Q = 0,000165 N/mm² x 430 mm=0,07095 N/mm Nous utilisons la formule:

f = (Q x L⁴) (384 x E x I)

B O I S 6.3 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ET SOLIVES Modes de CALCuL

• f = (0,07095 N/mm x (4600 mm)⁴) /

(384 x 11600 N/mm²) x 29160000 mm⁴) • f = (0,07095 N/mm x 447745600000000 mm⁴) /

(384 x 11600 N/mm² x 29160000 mm⁴ ) • f = (31767550320000 Nmm³) / (129890304000000 Nmm²)

• f = 0,24 mm

La flexion suite à la charge uniformément répartie supplémentaire est de 0,24 mm.

Conclusion

La flexion totale est de 3,75 mm + 0,24 mm = 3,99 mm

Cette flexion est inférieure à la valeur tolérée et, par conséquent, la construction suffit.

5.1. Notions

Mur porteur

Des poutres en bois peuvent être posées sur le mur ou dans une poutre en acier; ces murs sont appelés murs porteurs de poutres. La résistance des murs doit être suffisante pour garantir la stabilité et éviter le flambage. Les poutres de plancher peuvent être soutenues en leur milieu par des murs porteurs de poutres.

Appui

La surface avec laquelle la poutre repose sur le mur est appelée appui; celui-ci doit être au minimum de 60 mm pour des poutres en I en acier. Dans le cas d’un mur porteur, l’appui doit être de 110 mm minimum.

Portée

Il s’agit de la distance entre la poutre de support ou le mur porteur distance entre les poutres

La distance entre les poutres est mesurée à l’axe de la poutre, d’où l’appellation entraxe et cette mesure est prise à 500-700 mm en fonction de la charge sur le plancher, de l’épaisseur du plancher, de la dimension des poutres et du format commercial du voligeage.

Poutres de rive

Les poutres qui sont directement posées à côté du mur sont

appelées poutres de rive. La poutre de rive est toujours placée à une distance de 40 à 70 mm du mur pour permettre un passage pour les conduites. Un avantage supplémentaire est qu’aucune humidité ne peut pénétrer dans le bois de sorte que la finition du mur intérieur, le plafonnage et la finition du plafond ne pose aucun problème.

5. CONSTRUCTION DE GÎTAGES

Geert DumelieGeert Dumelie

Portée avec la poutre en bois

Geert Dumelie

Mur porteur

Geert Dumelie

Appui sur poutres I en acier

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Chevêtres

Celles-ci limitent les ouvertures prévues dans le gîtage pour par exemple un trou d’inspection, un jour d’escalier, une trappe de plancher ou une coupole. Si les chevêtres sont peu chargées, elles peuvent être prises seules; elles seront doublées si la charge est trop lourde.

étriers à queue d›aronde

Ceux-ci sont intégrés avec un ou deux extrémités dans les chevêtres principales.

entretoise

Pour consolider le gîtage, nous allons apposer des entretoises perpendiculairement au sens des poutres. Celles-ci sont tendues entre les poutres et ont pour but de consolider l’ensemble des poutres pour en faire un tout et éviter le fléchissement individuel des poutres.

Les entretoises sont placées entre les arbalétriers avec un

écartement maximum de 1500 mm. La délimitation se fait à l’aide d’un cordeau à tracer sur la partie inférieure des arbalétriers. On les place en porte-à-faux par rapport au traçage. La distance entre les rangées varie d’environ 1,20 m à 1,70 m.

Méthodes et moyens de raccord

Des raccords entre les poutres peuvent être réalisés de différentes manières. Outre la méthode traditionnelle, mais de moins en moins utilisée, le raccord peut se faire en utilisant des selles de poutre en tôle d’acier et des étriers.

Un avantage important des étriers est qu’il faut uniquement tenir compte de la dimension intérieure et pas de l’arasement qui est nécessaire dans le cas des assemblages traditionnels. La réalisation d’enchevêtrures avec les assemblages traditionnels prenait

beaucoup de temps et les entailles affaiblissaient considérablement la structure.

L’utilisation d’éléments de raccord en tôle d’acier apporte une solution à tous ces problèmes.

Geert Dumelie

Chevêtre, étrier à queue d’aronde, entretoise, chevêtre principale

Geert Dumelie

Enchevêtrures traditionnelles

Geert Dumelie

Étrier pour enchevêtrures entre des poutres

etriers

Ceux-ci sont réalisés en tôle d’acier qui, en fonction de leur application, ont été traités de manière telle qu’ils résistent à la corrosion. Le clouage des panneaux se fait également de préférence avec des clous traités contre la corrosion.

Les étriers peuvent être utilisés pour ancrer des entretoises entre des poutres et des murs ainsi que pour poser des chevêtres en cas d’interruptions du plancher.

La dimension des crochets est définie par l’épaisseur et la hauteur des poutres et par la finition des pièces, rabotées ou pas rabotées.

Lorsque le gîtage est posé entre des murs montants, des supports de poutre spécifiques peuvent être utilisés plutôt que de sceller les poutres.

Des poutres en bois spéciales (p.ex. poutres en I) peuvent également être fixées à l’aide d’étriers.

Dans le cas de poutres en I, il est parfois nécessaire d’utiliser des équipements supplémentaires pour assurer la solidité de la fixation des étriers (p.ex. consolidation de l’âme). Si nécessaire, des étriers spécialement conçus peuvent être utilisés pour envelopper la membrure inférieure de la poutre en I.

Si, dans certaines situations, il s’avère nécessaire de réaliser un gîtage dont les poutres de plancher ne peuvent pas se trouver en- deça de 90 degrés, des plaques d’assemblage peuvent être utilisées.

Geert Dumelie

Étrier entre des poutres

Geert Dumelie

Étrier entre poutre et mur

Geert Dumelie

Pose de poutres en I dans des étriers

Geert Dumelie

Poutre en I posée dans des étriers à 45° (vue aérienne)

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5.2. Application

5.2.1. Rez-de-chaussée

En cas de rénovation d’habitations existantes ou de restauration de bâtiments, nous pouvons avoir à faire avec des planchers de rez-de- chaussée en bois. Cette structure est également utilisée en cas de nouvelle construction, notamment une construction avec ossature en bois ou avec empilement de bois.

Afin d’accroître la résistance à la chaleur de planchers existants, un matériau d’isolation est posé en dessous des poutres ou entre celles-ci. Nous devrons tenir compte du fait que le matériau d’isolation soit étanche à l’humidité. Des matériaux d’isolation qui peuvent être utilisés sont :

• une couverture de laine de verre ou de laine de roche;

• un panneau, par exemple de mousse de polystyrène (PS) ou de polyuréthane (PU)

L’isolation doit être bien ajustée contre les parois et les murs. Dans le cas de panneaux d’isolation, les raccords réciproques doivent bien jointifs. Le raccord entre les éléments de plancher et le mur doit être étanche à l’air.

Dans le cas des rez-de-chaussée, il est important qu’une membrane étanche soit posée entre le gîtage et le sol.

Afin que la teneur en humidité dans le plancher en bois du rez- de-chaussée n’augmente pas trop, le vide (sanitaire) en dessous de ce plancher doit être ventilé. Si, lors de la post-isolation des façades, les ouvertures de ventilation existantes sont recouvertes, des nouvelles ouvertures de ventilation doivent être créées dans les murs extérieurs en regard. Elles peuvent être réalisées en forant des réservations de ∅ 52 mm avec une scie diamant. Un tuyau en matière synthétique avec grille d’aération est placé dans ces trous circulaires qui sont forés en biais de l’extérieur vers le bas.

La communication de l’air extérieur avec le vide sanitaire est ainsi mise en place. Les poutres de plancher et la partie inférieure des éléments de plancher en bois sont de préférence traitées avec avec un agent conservateur pour éviter que le bois ne pourrisse.