60983288 Manuel Simplifie de l EuroCode 5 Bois
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DE TRAVAIL
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sommaire
INTRODUCTION 1
NOTIONS DE RSISTANCE DES MATRIAUX 2
Schmatisations 2
Dfinitions 4
SPCIFICITS DU MATRIAU BOIS 10
Le fluage 11
Les variations dimensionnelles 11
Les dgradations biologiques du bois 12
Classes biologiques demploi 13
La durabilit 14
La durabilit naturelle 15
La durabilit confre 16
Les dispositions constructives 17
GNRALITS SUR LEUROCODE 5 18
Principe 18
tats limites 18
La dure de la charge 18
Catgorie de louvrage 19
Classe de service structurale 19
Valeurs du kmod 20
Valeurs du kdef 20
MATRIAUX 21
Bois et drivs 21
Organes dassemblages 26
ASSEMBLAGES 29Assemblages traditionnels 26
Assemblages mcaniques 26
LE CHARGEMENT 34
Les charges permanentes 34
Les charges dexploitation 35
Les charges de neige 36
Les charges de vent 37
Les combinaisons de charges 39
UTILISATION DU MANUEL SIMPLIFI 40
Principes 40
Dfinition du chargement 40
Combinaisons dactions 43
Dimensionnement conforme lEurocode 5 43
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DE TRAVAIL
gn
ral
its
-
no
tes
de
calc
uls
ann
exes
POUTRES SUR DEUX APPUIS 45Dfinition du chargement 45
Calculs des sollicitations 46
Dimensionnement lEurocode 5 47
POUTRES SUR DEUX APPUIS AVEC CONSOLE
POTEAU
POUTRES SUR TROIS APPUIS
NOUES, ARBALTRIERS
CHEVRONS
PANNE DVERSE SUR DEUX APPUIS
PANNE DVERSE SUR TROIS APPUIS
SYSTME DE PLANCHER
ENTAILLES
ASSEMBLAGES
ANNEXE 1Calculs et vrifications EC-5 48
ANNEXE 2Tableaux de dimensionnement 51
GLOSSAIRE 58
TABLEAU DE SECTION 59
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DE TRAVAIL
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INTR
OD
UC
TIO
N
1
introduction
La mise en application prochaine des Eurocodes, normes europennes
de calcul des structures pour le Btiment et le Gnie Civil, ncessite
la mise en place de documents dapplication simples et adapts
lintention des praticiens.
Ds 2001, les organisations professionnelles du secteur bois construction
se sont mobilises autour dun programme dappropriation de ces nouvelles
normes.
Dans ce projet, il est prvu llaboration dun manuel simplifi et de six
guides pratiques par spcialit (charpente industrialise, ossature bois,
poutre en I, lamell-coll, assemblages, charpente traditionnelle).
Ce manuel simplifi a pour objectif de permettre aux professionnels de la
charpente et de la construction bois de justifier les lments les plus
courants.
Sa premire partie comprend les rappels thoriques indispensables. La
deuxime partie se compose de fiches didactiques de calculs dlments
simples et de systmes.
Pour le dimensionnement douvrages plus complexes, le calculateur se
reportera aux six guides pratiques.
La Fdration Compagnonique des Mtiers du Btiment (FNCMB),
lAssociation Ouvrire des Compagnons du Tour de France (AOCDTF), les
contrleurs techniques, les enseignants du CUST et de LENSTIB ainsi que
les professionnels de la CAPEB et de la FFB ont activement particip au
groupe de travail anim par IRABOIS.
Coordonn par le CTBA, ce projet est soutenu par le Ministre de lIndustrie
dans le cadre du programme AQCEN.
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2NOTIONS DE RSISTANCE DES MATRIAUX
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DE TRAVAIL
Appui glissantBlocage en y
Notionsde rsistance des matriaux
La rsistance des matriaux (RdM) permet de dterminer les sollicitations qui sont les
effets des actions pouvant agir dans les lments de structures. La premire tape
consiste reprsenter schmatiquement le modle mcanique de chaque lment et
de son chargement. Ensuite, la dmarche consiste lister, analyser et quantifier
lensemble des sollicitations agissantes.
Schmatisations
Figure1. Reprsentation des lments selon la rsistance des matriaux
1 Les appuis et les poutres
y
x
Repre ArticulationBlocages en x et y
EncastrementBlocages en x, y
et en rotation
types de liaison extrieure
sens du fil du bois
poutre console
poutre sur deux appuis
Nota : les hypothses de calcul des poutres sur 2 appuisconsidrent un appui glissant une extrmit et unearticulation lautre extrmit (sauf dispositions particulires).
z
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NO
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NS
DE
RS
ISTA
NC
E D
ES M
AT
RIA
UX
3
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Charge triangulaire
Charge ponctuelle
Charge uniformment rpartie
e
le1 e2 e2l
l
P
Configuration relle
Charge rpartie dintensit p en daN/m2
Poutre dimensionnerSurface charge reprise par la poutreSurface charge par p en daN/m2
vue de dessus
P : charge ponctuelle en daN
Figure 2. Repsentation des charges appliques.
Nota 1 : Pour les calculs, le poids propre de la poutre est considr comme une charge uniformementrpartie le long de celle-ci.
Nota 2 : Par convention, les charges ponctuelles sont notes par des lettres majuscules et les chargesrparties par des lettres minuscules.
Nota 3 : On ne peut pas additionner des charges ponctuelles et des charges rparties.
l
p x e
l
p x e 1 p x e 2
P
l
a
p x e
p x e 1
p x e 2
P
2 Les charges
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4NOTIONS DE RSISTANCE DES MATRIAUX
VERSION
DE TRAVAIL
Dfinitions
La traction (ou la compression) axiale a pour effet de tendre (ou de comprimer) un
lment dans le sens du fil.
Figure 3. La compression et la traction axiales.
La traction (ou la compression) perpendiculaire tend (ou comprime) un lment selon
la direction perpendiculaire au fil du bois.
Figure 4. La compression et la traction perpendiculaires.
1 Leffet normal
N
N N
N
la compression axiale la traction axiale
la compression perpendiculaire la traction perpendiculaire
P
Pzones
comprimes
crasement localis des fibres de la poutresous le poteau et au droit des appuis
arrachement localis des fibres de la poutresous la charge
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NC
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ES M
AT
RIA
UX
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DE TRAVAIL
2 Le moment flchissant M
Le moment rsulte des efforts appliqus sur un lment : cest le produit dune force
par un bras de levier. Son intensit est variable le long de la poutre, elle est fonction
des dimensions et du type de chargement. Sa valeur maximale ( mi-trave pour une
poutre sur deux appuis et lencastrement pour une poutre en console par exemple)
est prise en compte dans les calculs (voir figure 5).
Dans ce cas, le moment est maximal au milieu de la poutre.
Il est gal : M = pl2
8
Dans ce cas, le moment est maximal lencastrement.
Il est gal : M = P x l
Figure 5. Localisation du moment maximal.
Dans une section donne, les moments propres chaque type de charges peuvent
sadditionner pour obtenir le moment rsultant.
Nota : Dans le cas o llment repose sur un appui simple, le moment cet appui
est toujours nul.
Leffort tranchant est la force perpendiculaire laxe neutre quil faudrait appliquer
une section donne dune poutre pour que celle-ci reste en quilibre aprs
trononnage.
Figure 6. Illustration de leffort tranchant
l
pP
l
3 Leffort tranchant V
V
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6NOTIONS DE RSISTANCE DES MATRIAUX
4 Le moment de torsion
5 La contrainte normale (de compression ou de traction)
La torsion rsulte dun effort excentr sur llment qui va tendre le vriller
autour de son axe longitudinal.
Figure 7. La torsion
Une contrainte normale symbolise est le rapport dune force sur une unit desurface. Dans le cas de la contrainte normale de compression c ou de traction t ,elle est obtenue en divisant la valeur de leffort normal par la surface sur laquelle
sapplique cet effort.
La flexion, mode de sollicitation dune poutre, panne, chevron ou solive tend
courber la pice dans le sens des charges appliques. En consquence, la fibre
suprieure tend se raccourcir, alors que la fibre infrieure tend sallonger (voir schma
ci-aprs). La combinaison de ces deux efforts cre un moment dans la poutre. La
contrainte de flexion cre par le moment sollicitant est note :m.
Figure 8. Les contraintes de flexion
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DE TRAVAIL
6 La contrainte de flexion
diagramme des contraintesfibres comprimes
fibres tendues
m
m
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ISTA
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E D
ES M
AT
RIA
UX
7
contraintesde cisaillement
7 La contrainte de cisaillement
plan de cisaillementmaximum
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Par convention, la contrainte de cisaillement est note v. Pour une poutre de section rectangulaire, elle atteint un maximum mi-hauteur de la section.
Figure 9. Reprsentation des contraintes de cisaillement.
Le cisaillement excessif dune section transversale tend provoquer des ruptures
dans le plan longitudinal.
Figure 10. Effets du cisaillement
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8NOTIONS DE RSISTANCE DES MATRIAUX
Le flambement est principalement un phnomne soudain dinstabilit qui peut
intervenir quand un lment est soumis une compression axiale.
Sous un effort axial suffisamment important, les
fibres, mme sans avoir atteint leur limite en
compression, vont se dformer dans une direc-
tion perpendiculaire laxe de llment.
On dit que les fibres flambent sous leffort de
compression.
Nota : Suivant le type de liaison lextrmit de
llment, la longueur de calcul pour la prise en
compte de ce phnomne (appele longueur de
flambement lef ) ne sera pas la mme
(voir schmas ci-dessous).
8 Le flambement
ll
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DE TRAVAIL
lef = l lef = 0,7l
l
lef = 2l
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NO
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DE
RS
ISTA
NC
E D
ES M
AT
RIA
UX
9
9 Le dversement
10 La flche
Le dversement, phnomne dinstabilit peut intervenir dans un lment flchi.
Cest une instabilit transversale qui se manifeste par un dplacement soudain de la
fibre comprime dans le plan perpendiculaire la direction de flexion (voir schma).
Figure 11. Le dversement
La flche est la dforme de la poutre sous un chargement donn. Limportance
de la flche est fonction de lintensit des charges appliques, de llasticit du
matriau, de la longueur de la poutre, de linertie de la section. Elle dpend galement
de la dure dapplication des charges et de lhygromtrie du bois (voir 3.1. Fluage).
Figure 12. La flche
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DE TRAVAIL
flche
dversement
dformation de flexion
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Spcificitsdu matriau bois
10
SPCIFICITS DU MATRIAU BOIS
Par sa nature, le bois est particulirement sensible aux variations hygromtriques
ambiantes. Pour une temprature et une hygromtrie donne, il existe un tat dqui-
libre nomm quilibre hygroscopique. Ainsi le bois en service contient une certaine
quantit deau mesure par ce que lon appelle le taux dhumidit.
Une bonne connaissance de cette caractristique du matriau bois permet de
prendre les dispositions adaptes vis--vis de 3 phnomnes : le fluage, les variations
dimensionnelles et les dgradations biologiques du bois.
Figure 13. Courbe dquilibre hygroscopique des bois.
temprature moyenne de service du bois (C)
tat
hyd
rom
tri
qu
e d
e la
ir (e
n %
)
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tat initial tat final
Application de la charge
Dformationinstantane
Augmentation de la dformation
Poutre non charge
Variation dhumidit
t0 = 0 t1 = 1 5 min t2 = 2 50 ans
Le fluage
Le fluage se traduit par une augmentation, au cours du temps, de la dformation dun
lment soumis des charges quasi-permanentes.
Ce phnomne est trs fortement dpendant de lhumidit du bois.
Plus lhumidit augmente et plus le fluage (donc la dformation finale de llment) sera
important.
Lhumidit lors de la mise en uvre est un facteur dterminant.
Nota : Plus le bois est pos un taux dhumidit lev, plus le fluage sera important
Figure 14. Le fluage dans le bois.
Les variations dimensionnelles
Le bois se dforme en longueur et transversalement (dformation de la section).
Toutefois, pour une variation dhumidit donne, la dformation transversale est 20
fois plus importante que la variation longitudinale qui est souvent nglige.
Les coefficients de variation dimensionnelle pour les bois rsineux sont gaux :
90 = 0,25 % par % dhumidit : valeur utiliser pour les variations transversales (b et h)0 = 0,01 % par % dhumidit : valeur utiliser pour la variation longitudinale (l)
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12
SPCIFICITS DU MATRIAU BOIS
avec curou avec molle
cur fendu hors cur sur quartierou sur maille
A titre dexemple, considrons une poutre de longueur 10,00 m et de section
commerciale 100 x 300 20 % dhumidit. Une fois stabilise un taux de 12 %,
la section de cette poutre sera de 98 x 294 et la longueur de 9,99 m car : Variation dhumidit = 8 % Retrait transversal = 0,25 x 8 = 2 % Retrait longitudinal = 0,01 x 8 = 0,08 %
Figure 15. Illustration des variations dimensionnelles dans le cas dun retrait.
Les dgradations biologiques du bois
Les dgradations biologiques du bois ont pour origines les champignons, les
insectes et les trbrants marins :
Les champignons se dveloppent si la substance nutritive du bois permet leur
germination, si lhumidit est suffisante, et si loxygne et la temprature sont favorables.
Il y a risque partir dun taux dhumidit de 22% dans les bois dont la durabilit
(naturelle ou confr) est insuffisante.
Les champignons sont de deux types : les pourritures qui entranent des dgradations mcaniques des bois. les moisissures qui occasionnent des modifications de couleur et daspect.
Lutter contre ces micro-organismes, revient protger le bois contre des niveaux
hygroscopiques levs.
Les insectes larves xylophages voluent de manire cyclique. Aprs ponte des
insectes dans les bois, les larves sy dveloppent Ce sont elles qui sont nuisibles, elles
se nourrissent du bois et y creusent des galeries.
On distingue principalement : le capricorne des maisons, qui se dveloppe dans les rsineux. Il creuse des galeries
ovalises de 4x7 mm.
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le lyctus qui se dveloppe dans laubier des essences feuillues riches en amidon
(chne). Leurs trous de sortie sont ronds de 1 2 mm de diamtre ;
la petite vrillette qui se dveloppe dans les rsineux et les feuillus lexception du
bois parfait des feuillus duramniss. Elle forme des trous ronds de 1 2 mm de diamtre ;
La grosse vrillette qui se dveloppe dans les bois attaqus par les champignons.
Les termites sont des insectes vivants en colonies le plus souvent dans le sol.
Les ouvriers dgradent les constructions la recherche de la cellulose contenue
dans les bois et autres matriaux. La quasi totalit des essences sont susceptibles
dtre attaques. La lutte contre les termites fait lobjet dune rglementation locale
imposant des dispositions particulires dans les zones gographiques connues pour
tre susceptibles dtre infectes. Elle impose un traitement spcifique des sols, des
murs et des bois.
Les trbrants marins (tarets, pholades ou crustacs) peuvent altrer les bois
immergs dans les eaux sales ou saumtres.
Quelques essence rsistent naturellement ces attaques parmi lesquelles : lazob,
lip, le teck
Classes demploi (biologiques )
Les classes biologiques demploi dfinissent le milieu dans lequel est mis en
uvre le bois. On distingue 5 classes demploi selon la norme EN 335 :
Classe demploi 1 : Situation dans laquelle le bois ou le produit base de bois est
sous abri, entirement protg des intempries et non expos l'humidification.
Classe demploi 2 : Situation dans laquelle le bois ou produit base de bois est sous
abri et entirement protg des intempries, mais o une humidit ambiante leve
peut conduire une humidification occasionnelle mais non persistante.
Classe demploi 3 : Situation dans laquelle le bois ou le produit base de bois n'est
ni abrit, ni en contact avec le sol. Il est, soit continuellement expos aux intempries,
ou soit l'abri des intempries mais soumis une humidification frquente.
Classe demploi 4 : Situation dans laquelle le bois ou le produit base de bois est
en contact avec le sol ou de l'eau douce et est ainsi expos en permanence
l'humidification.
Classe demploi 5 : Situation dans laquelle le bois ou le produit base de bois est en
permanence expos de l'eau sale.
Nota : La classe 5 nest pas une simple aggravation de la classe 4, mais caractrise une
attaque diffrente.
Attention : ne pas confondre les classes biologiques demploi avec les classes de service (cf.
p.19)
VERSION
DE TRAVAIL
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14
SPCIFICITS DU MATRIAU BOIS
La durabilit
Ce domaine est parfaitement encadre par la normalisation. Ainsi, pour vrifier
laptitude lemploi dun lment considr, on suivra la logique ci-aprs :
Dtermination de la classe demploi de llment considr.
Choix dune essence de bois
Pour cette essence, vrifier : si lessence est suffisamment durable sans traitement (selon EN 350 et EN 460) dans le cas contraire si elle est imprgnable (selon EN 350 et tableau 4). Si ncessaire
et si possible, choisir le traitement et son mode dapplication (selon EN 599 et EN 351)
Tableau 1. Prise en compte des risques et des classes demploi.
VERSION
DE TRAVAIL
Agent daltrationSituation en service
Toujours labri des intempries Hbois < 18 %
Toujours labri des intempries Hbois < 18 % Humidification possible par
condensation
Bois soumis des alternances rapidedhumidification et de schage
Pas de stagnation deau Pas dhumidification significative en
bois de bout et aux assemblages
Bois soumis des alternances rapidesdhumidification et de schage
Stagnation deau Pntration deau modre en bois
de bout et aux assemblages
Bois soumis des humidificationsfrquentes et permanentes, contactavec le sol, bois immerg
Rtention et stagnation deau H > 20 %pendant de longues priodes
Risques dattaques de termitesimportants
Bois en contact avec leau de mer Collet et partie arienne en
situations svre
Champignons
Aucun
Pourriture superficielle et
occasionnellement virulence faible
Pourriture superficielle
faiblement active
Pourritures plus profondes et
plus actives
Pourritures profondes forte virulence ycompris pourriture
molle
Pourritures profondes forte virulence ycompris pourriture
molle dans les partiesariennes
Zone vulnrable(sauf si durabilit
naturelle suffisante)
0 3 mm
0 3 mm
0 3 mm
6 mm et plusJusqu 50 60mm en bois de
bout
Tout le volumedu bois
(au minimum surune partie des
pices)
Tout le volume
du bois
Classe demploi
1
2
3
Faibleexposition
3
Forte exposition
4
5
Insectes
Insectes larvesTermites
Insectes larvesTermites
Insectes larvesTermites
Insectes larvesTermites
Insectes larvesTermites
Trbrants marins dans les zones
immerges
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La durabilit naturelleCompte tenu de leurs propres caractristiques, les essences utilisables en struc-
ture se comportent diffremment vis--vis des risques dattaques biologiques.
Dans la recherche de durabilit, Il faut prendre en compte les caractristiques de
laubier et du bois parfait.
Laubier est la zone extrieure de larbre, physiologiquement active au moment de
labattage riche en lments nutritifs et sujette aux attaques dinsectes ou de
champignons. Cet aubier est peu rsistant aux attaques mais il est trs facilement
imprgnable.
Le bois parfait est la zone intrieure de larbre, physiologiquement inactive
labattage charge en tanins et en rsine. Il peut tre duramnis, cest--dire quil se
distingue visuellement de laubier. Les bois duramniss sont gnralement peu
imprgnables mais rsistants.
Dans la mesure du possible, le bon sens commande donc de choisir une essence et
ventuellement un dbit (hors aubier) permettant datteindre les performances
attendues vis vis de la situation de louvrage et de la dure de service souhaite.
La norme EN 350 indique sous forme de classe la durabilit naturelle des principales
essences prsente sur le march europen. La norme EN 460 indique les classes
demploi possibles vis vis des classes de durabilit.
VERSION
DE TRAVAIL
chtaigner oui oui oui ouichne oui oui oui ouipeuplier non non non nonrobinier oui oui oui oui
douglas oui oui oui nonpica non non non nonmlze oui oui oui nonpin maritime oui oui oui nonpin sylvestre oui oui oui nonsapin non non non nonwestern red cedar oui oui oui non
anglique oui oui oui *azob oui oui oui *doussi oui oui oui ouiip oui oui oui ouiiroko oui oui oui ouiniangon oui oui oui nonsipo oui oui oui nonteck oui oui oui oui
Feuillustemprs
Rsineuxtemprs
Boistropicaux
Classe 1Sans limite
de dure
Classe 2Sans limite
de dure
Classe 325 ansou plus
Classe 410 ansou plus
Essences (purges daubier)
Tableau 2. Aptitude lemploi sans traitement de quelques essences purges daubier utilisables en charpente. (source AFPB daprs EN 350 et EN 460)
* selon provenance
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16
SPCIFICITS DU MATRIAU BOIS
La durabilit confre
Lorsque la durabilit naturelle est insuffisante vis vis de lemploi prvu et des risques
associs, il convient de protger le volume de bois concern par un procd adapt.
La norme EN 351-1 fixe les niveaux de pntration et les niveaux de rtention
ncessaires en fonction de la valeur critique du produit selon la norme EN 599, afin
dassurer un comportement en service satisfaisant.
Bien entendu, chaque classe demploi correspond un niveau de traitement dtermin
dont les paramtres : essences, produit, quantit, profondeur sont identifis.
Tableau 3. exigences de pntration et de rtention suivant essences et classes demploi
Il existe plusieurs procds de traitement, badigeonnage, pulvrisation, trempage et
autoclave. Le procd sera choisi en fonction de limprgnabilit et des performances
attendues.
1 Infrieur 20%
2 Occasionnellement
suprieur 20%
3 Frquemment
suprieur 20%
4 En permanence
suprieur 20%
5 En permanence
suprieur 20%
nulle
Trs faible
temporaire
faible
forte
forte
forte
Essences imprgnables
P1 Toutes faces traites
P1 Toutes faces traites
P4 6 mm sur toutes faces
P8 100 % de laubier
P8 100 % de laubier
Toutes faces traites
P9 100 % de laubier
6 mm sur toutes faces
Essences rfractaires
Toutes faces traites
Toutes faces traites
Toutes faces traites
Latral = 6 mm
Axial = 50 mm
Latral = 20 mm Axial= 50 mm si bois ronds inciss
incompatibles
R1 (50%)
R2 (50%)
R3 (50%)
R3 (100%)
R4 (100%)
R5 (100%)
Trempage court
Badigeonnage
Pulvrisation
Autoclave vide
et pression
Niveau
de pntration
P1 P4
P1 P9
Classe demploi
possible
2
3 faible
3, 4, 5
Niveau
de pntration
P1
P1 P5
P7 si bois ronds inciss
Classe demploi
possible
2
3 faible
3
4 si bois ronds inciss
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DE TRAVAIL
Procd Essences imprgnables Essences rfractaires
Pntration Rtention(valeur critique)
Humidit du boisen service
Cla
sse
de
mp
loi
Rappel EN 335 ExigencesExposition
Tableau 4. performances des procds suivant essences et classes demploi
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Les dispositions constructives
Comme indiqu prcdemment : viter les taux dhumidit levs dans le bois
revient diminuer les risques d attaques biologiques. Pour cela, on privilgiera
une conception vitant les stagnations (piges eau) et permettant un drainage
des eaux de ruissellement.
(a) Pilier intrieur
(b) Appui noprne et goutte pendante
(c) Tle entaile et bouchonnage
Figure 16. exemple de pieds de poteaux.
VERSION
DE TRAVAIL
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18
GNRALITS SUR LEUROCODE 5
VERSION
DE TRAVAIL
Gnralitssur lEurocode 5
tableau 5. Les dures de charge
Ordre de grandeur de ladure dapplication dune action
Classe de duren Exemple daction
1 permanente plus de 10 ans poids propre
2 long terme six mois 10 ans stockage
3 moyen terme une semaine 6 mois charges dexploitation
et neige
4 court terme moins dune semaine vent & neige
dans certaines rgions
5 instantane un court instant action accidentelle
1
2
Principe
Le principe de vrification dune structure ou dlments porteurs, soumis des
charges extrieures, repose sur 2 critres : la rsistance (ELU) et la dformation (ELS).
Ces critres doivent tre vrifis pour des combinaisons dactions statistiquement
connues et rpertories. Comme nonc prcdemment, le bois a un
comportement variable selon son hygromtrie. LEurocode 5 prend en compte cette
particularit du bois par les classes de service (structurales) (voir p. 19)
Les valeurs de rfrence pour les justifications sont dites valeurs caractristiques.
Elles rsultent de lanalyse statistique des chantillons de valeurs des proprits
mcaniques obtenues lors dessais raliss selon les normes.
Etats limites
Etats limites ultimes
Les tats limites ultimes sont associs aux diffrentes formes de dfaillance structurale.
Ils visent satisfaire la scurit des personnes et des biens.
Etats limites de service
Les tats limites de service correspondent des conditions de fonctionnement
des ouvrages et de confort des usagers au-del desquelles les exigences d'aptitude au
service ne sont plus satisfaites.
La dure de la charge
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GN
RA
LIT
S SU
R L
EU
RO
CO
DE
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VERSION
DE TRAVAIL
A activits rsidentielles appartements, chambre dhtel
B bureaux classes, salles dopration dhpital
C zones de rassemblement halls daccueil, thtres, restaurants
D commerces surfaces dans les galeries marchandes
Catgories de louvrage
tableau 6. Les catgories douvrage
Pour une action variable, le coefficient 2 (psi deux) correspond la part de lactionqui doit tre considre comme permanente.
Valeurs de 2 suivant la catgorieA et B : 0,3 ;
C et D : 0,6
Classes de service (structurales)
Leurocode 5 considre pour les calculs de structure que toute structure doit tre
classe dans une des trois classes suivantes :
19
Catgorie Type dactivit Exemple
Classe de service 1Le bois ne dpasse que rarement12 % dhumidit.
Classe de service 2Le bois ne dpasse que rarement20 % dhumidit.
Classe de service 3Le bois peut tre amen des humidits suprieures 20 %pour des dures non ngligeables
Figure 17. Les classes de service
1
2
3
-
20
GNRALITS SUR LEUROCODE 5
La classe de service 1 qui correspond une temprature de 20C et une humidit relative ambiante infrieure ou gale 65 %, et ne dpassant cette valeur
que quelques semaines par an tout en restant infrieur 85 %.
Le taux dhumidit dquilibre en masse du bois est infrieur ou gal 12 %.
Cest le cas par exemple des structures situes dans des locaux chauffs.
La classe de service 2 qui correspond une temprature de 20C ainsi qu unehumidit relative ambiante ne dpassant 85% que quelques semaines par an.
Le taux dhumidit dquilibre en masse du bois se situe entre 12 et 20 %. Cest le cas
par exemple des structures situes dans des locaux non chauffs en permanence.
La classe de service 3 correspond toutes les conditions climatiques o lhumiditde lair est suprieure celle de la classe 2 (soit 85 %).
Valeurs du kmod
Le coefficient kmod permet de prendre en compte la variation de rsistance du bois
selon la dure dapplication dune action et le taux dhumidit de la structure. Ce
coefficient est dfini pour trois classes de service et cinq classes de dure dapplica-
tion dune action. Ce paramtre est un coefficient de rduction de la rsistance. Il est
dj intgr dans tous les calculs de ce manuel simplifi et sa dfinition explicite est
donne au paragraphe 3.1.4.(1) de lEurocode 5.
Valeurs du kdef
Kdef est un coefficient qui dfinit forfaitairement les effets dus au fluage dans le bois. Il
dpend uniquement de la classe de service et sapplique la part permanente des
actions.
Classe de service
1 2 3
BM, BLC, LVL, BMR 0,6 0,8 2,0
Contreplaqu 0,8 1,0 2,5
OSB 3 & 4 1,50 2,25 interdit
Tableau 8. Les valeurs du coefficient Kdef.
A titre dexemple, si on obtient une flche de 1 cm juste aprs lapplication de la
charge, la flche long terme sera gale (1 + kdef) x 1 cm.
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DE TRAVAIL
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Matriaux
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Tous les lments entrant dans la composition dun ouvrage en bois doivent tre
conformes aux normes en vigueur. Ils doivent avoir des performances et des caract-
ristiques connues. De plus, les sections utilises pour le calcul doivent tre celles rel-
lement mises en uvre compte tenu des tolrances admissibles.
Bois et drivs
Bois de sciage
Il existe diffrents modes de classement pour les sciages usage structural :
Le classement visuel est effectu en rfrence des normes qui prennent en
compte un certain nombre de critres tels que : provenance, densit, pente de fil,
nodosit, paisseur des cernes. Les seuils correspondant ces critres ont t fixs
aprs campagnes dessais spcifiques chacune des essences rpertories. Il est
donc indispensable de vrifier ladquation entre lessence, la provenance et la
norme de classement utilise. Pour les bois Franais la norme de classement visuel
de rfrence est la NF B 52-001. Elle ne convient pas pour classer des bois
dimportation. Les normes de classement visuel sont rpertories dans lEN 1912.
Provenance Normes de classement utilisables
Allemagne, Autriche DIN 4074
Canada NGLA
France NF B 52-001
Irlande IS 127
Pays Bas NEN 5466 et NEN 5480
Pays nordiques INSTA 142
Portugal NP 4305
Royaume-Uni BS 4978 et BS 5756
USA NGRDL
Tableau 9. Normes de classement des bois de sciage suivant pays dorigine.
Le classement mcanique est effectu aprs caractrisation individuelle des pices
selon la norme NF EN-519. Les caractristiques mcaniques sont alors directement
exprimes selon les classes de la norme NF EN-338.
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DE TRAVAIL
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MATRIAUX
Le tableau 10 indique les correspondances entre les modes de classement.
Classement
Mcanique Visuel
France Allemagne Pays Nordiques USA R-UAutriche
C30 ST I S13 T3 J&P Sel - SLF Sel
C24 ST II S10 T2 J&P Sel - SLF Sel SS
C18 ST III S7 T1 J&P Sel - SLF Sel SS - GS
Tableau 10. Principales correspondances entre classements mcanique et visuel.
Les carts admissibles sur les dimensions commandes doivent tre conformes la
norme NF-EN 1313, soit :
Bois Massifs : carts admissibles ( 20 % de H)
paisseurs et largeurs 100 mm + 3 mm- 1 mm
paisseurs et largeurs > 100 mm + 4 mm- 2 mm
Longueur : pas de tolrance contractuelle
Tableau 11. carts admissibles pour les bois massifs.
Le classement sera attest par le marquage CE selon la norme NF EN-14081. Le tableau
12 indique les valeurs prendre en compte dans les calculs leurocode 5.
VERSION
DE TRAVAIL
rsineux feuillus
Symbole Dsignation Unit C18 C24 C30 D30 D40
fm,k Contrainte de flexion N/mm2 18 24 30 30 40ft,0,k Contrainte de traction axiale N/mm2 11 14 18 18 24ft,90,k Contrainte de traction perpendiculaire N/mm2 0,3 0,4 0,4 0,6 0,6fc,0,k Contrainte de compression axiale N/mm2 18 21 23 23 26fc,90,k Contrainte de compression perpendiculaire N/mm2 4,8 5,3 5,7 8,0 8,8fv,k Contrainte de Cisaillement N/mm2 2,0 2,5 3,0 3,0 3,8E0,mean Module moyen axial N/mm2 9000 11000 12000 10000 11000E0,05 Module axial caractristique N/mm2 6000 7400 8000 8000 9400E90,mean Module moyen transversal N/mm2 300 370 400 640 750Gmean Module de cisaillement N/mm2 560 690 750 600 700k Masse volumique caractristique kg/m3 320 350 380 530 590mean Masse volumique moyenne kg/m3 380 420 460 640 700
Tableau 12. Valeurs caractristiques des bois massifs 12 % dhumidit selon NF EN 338.
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Bois ronds
ce jour, il nexiste pas de classement structure pour les bois ronds. Ils sont toutefois
classs qualitativement selon les normes : NF EN 1316 (Bois ronds feuillus - classement
qualitatif ) et ENV 1927 (Bois ronds feuillus - classement qualitatif ).
Les carts admissibles sur dimensions sont conformes la norme NF EN 1313
(cf. 5.1.1). Le classement sera attest par le marquage CE selon la norme NF EN
14544.
Bois abouts
Ils doivent rpondre aux exigences de la norme NF EN 385. La section maximale abou-
table est de 63 x 240 mm. Les carts admissibles sur dimensions sont conformes la
norme NF EN 1313 (cf. 5.1.1).
Les performances seront attestes par le marquage CE.
Bois lamells - colls
Ils doivent rpondre aux exigences de la norme NF EN 386. Le classement structural
et les valeurs caractristiques des bois lamell-coll pour calculs lEC5 sont dfinies
par la norme NF EN 1194 .
Symbole Unit
GL24h GL28h GL32h GL24c GL28c
fm,g,k N/mm2 28 32 24 28ft,0,g,k N/mm2 16,5 19,5 22,5 14,0 16,5ft,90,g,k N/mm2 0,40 0,45 0,50 0,35 0,40fc,0,g,k N/mm2 24 26,5 29 21 24fc,90,g,k N/mm2 2,7 3,0 3,3 2,4 2,7fv,g,k N/mm2 2,7 3,2 3,8 2,2 2,7E0,g,mean kN/mm2 11,6 12,6 13,7 11,6 12,6E0,g,05 kN/mm2 9,4 10,2 11,1 9,4 10,2E90,g,mean kN/mm2 0,39 0,42 0,46 0,32 0,39Gg,mean kN/mm2 0,75 0,78 0,85 0,59 0,72g,k kg/m3 380 410 430 350 380
Pour les calculs ncessitant la valeur de mean on peut utiliser :mean = 1,15 x g,kTableau 13. Valeurs caractristiques du bois lamell-coll 12 % dhumidit
selon NF EN 1194.
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DE TRAVAIL
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Lamells colls homognes
Lamells colls panachs
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MATRIAUX
Les carts admissibles sur dimensions commandes doivent tre conformes la
norme NF EN 390, soit :
B.L.C : Ecarts admissibles en dimension ( 12% de H)
Largeur 2 mm
Hauteur 400 mm + 4 mm- 0,5 mm
Hauteur > 400 mm +1 %-0,5 %
Longueur 2,00 m 2 mm2,00 m < longueur 20,00 m 0,1%Longueur > 20,00 m 20mm
Tableau 14. cart admissible en dimension pour le bois lamell-coll.
Les performances seront attestes par le marquage CE selon NF EN 14080.
Bois contrecolls ou bois massif reconstitus (BMR)
Ils doivent rpondre aux exigences de la norme NF BMR( en prparation) et notamment
respecter les limitations suivantes : Dimension maximale de (260 x 320) mm2, avec au plus 5 lames, Lames dune surface infrieure 200 cm2 et dpaisseur comprise entre 45 et 80 mm, Elancement de la section (rapport h/b) de la poutre limit 3,5.
Les proprits de ces produits sont drives de celles des lments constitutifs.
Classe visuelle Classe mcaniqueselon NF B 52-001 selon NF EN 338
ST-II pur non refendu C 24
ST-II pur refendu C 18
STII + STIII ou STIIIRefente interdite C18
Tableau 15. Classes mcaniques des BMR.
Les performances seront attestes par le fournisseur puis par le marquage CE
ds la mise en place dun rfrentiel europen.
Lamibois (LVL)
Ils doivent rpondre aux exigences de la norme NF EN 14374. Les classes sont dfinies
par la norme NF EN 14279. Les performances seront attestes par le marquage CE
selon la norme NF EN 14374.
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DE TRAVAIL
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Panneau OSB
Selon lusage souhait, ils sont classs conformment la norme NF EN 300 :
OSB2 : panneau travaillant utilis en milieu sec, (classe de service 1) ; OSB3 : panneau travaillant utilis en milieu humide, (classe de service 1 et 2) ; OSB4 : panneau travaillant sous contrainte leve utilis en milieu humide (classe de
service 1 et 2).
Note : lutilisation dOSB en classe de service 3 est interdite.
Tableau 16. Valeurs caractristiques des panneaux OSB selon NF EN 12369.
Les caractristiques dimensionnelles doivent tre conformes la norme NF EN 324, et
les performances sont attestes par le marquage CE selon la norme NF EN 13986.
Panneaux de contreplaqu (qualit structure)
Selon lusage souhait, ils sont rfrencs conformment la norme NF EN 636 :
panneau utilis en milieu sec
panneau utilis en milieu humide
panneau utilis en milieu extrieur.
Les caractristiques dimensionnelles doivent suivre la norme NF EN 315, et la norme
NF EN 12369 prcise les caractristiques mcaniques des panneaux. Les performances
sont attestes par le marquage CE-qualit structure, prcis par lapposition de la
lettre S , selon la norme NF EN 13986.
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DE TRAVAIL
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OSB 2 (sec) et 3 (humide) OSB 4 (humide)
Symbole 6
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MATRIAUX
Panneaux de particules
Selon lusage souhait, ils sont classs conformment NF EN 312 :
P4 panneau utilis en milieu sec
P5 panneau utilis en milieu humide
Tableau 17. Valeurs caractristiques des panneaux de particules (NF EN 12369).
Les caractristiques dimensionnelles sont conformes la norme NF EN 324. Les
performances sont attestes par le marquage CE selon la norme NF EN 13986.
Organes dassemblage
Il existe deux groupes dorganes dassemblages :
Les organes de type tige dont le comportement en flexion conditionne le transfert
deffort. On distingue : les agrafes, les pointes, les vis, les boulons, et les broches.
Les assembleurs plus spcifiques tels que : anneaux, les crampons et les connecteurs
mtalliques dents.
Les performances des organes dassemblage seront attestes par marquage CE selonles normes EN 14545 et EN 14592.
A moins dtre inoxydables par nature, les organes mtalliques doivent tre protgs
contre la corrosion, selon les dispositions de la norme ISO 2081. (voir tableau 18.
Protection des organes dassemblage vis--vis de la corrosion.)
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DE TRAVAIL
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P-4 P-5
Symbole 6
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27Pointes, clous et agrafes
Ils sont conformes aux spcifications de la norme NF EN 14592.
Boulons, tiges filetes et broches
Ils sont conformes aux spcifications de la norme NF EN 14592.
Vis et tirefonds
Ils sont conformes aux spcifications des normes :
NF E 25-600 vis bois
NF E 25-601 vis ttes fraises
NF E 25-607 vis ttes hexagonales
NF E 25-608 vis ttes carre
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DE TRAVAIL
Organes dassemblage Classe de service
1 2 3
Pointes et tire-fonds avec 4 mm Aucune Aucune Fe/Zn 25c ** Boulons, broches, pointes et tire-fonds avec > 4 mm Aucune Fe/Zn 12c Fe/Zn 25c **
Agrafes Fe/Zn 12c Fe/Zn 12c Acier inoxydable
Plaques mtalliques embouties et plaques mtalliques Fe/Zn 12c Fe/Zn 12c Acier inoxydablejusqu 3 mm dpaisseur
Plaques mtalliques dont lpaisseur est comprise entre 3 et 5 mm. Aucune Fe/Zn 12c Fe/Zn 25c **
Plaques mtalliques dpaisseur suprieure 5 mm. Aucune Aucune Fe/Zn 25c **
* Si un revtement par galvanisation chaud est utilis, il convient de remplacer Fe/Zn 12c par
Z275 et Fe/Zn 25c par Z350 conformment EN 10147.
** Pour des conditions particulirement corrosives, il convient denvisager le Fe/Zn 40c,
un revtement par galvanisation chaud ou de lacier inoxydable.
Tableau 18. Protection des organes dassemblage vis--vis de la corrosion.
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MATRIAUX
Les assembleurs
Ils permettent le transfert defforts levs en mobilisant la portance du bois sur une
grande surface.
Les anneaux bois-bois et les crampons double face sont utilisables uniquement entre
pices en bois. Ils sont conformes aux spcifications de la norme NF EN 14545. et
NF EN 912.
Figure 18. Assembleurs courants de structures bois :
(a) anneaux bois sur bois,
(b) anneaux bois-mtal,
(c) crampons simple et double face.
Botiers triers querres
Ils sont dimensionns conformment au guide technique du fournisseurs et
accompagns des pointes associes.
Ds juin 2006, les performances seront attestes par le marquage CE selon le guide
EOTA N 015.
Chevilles dancrage
Elles sont conformes aux spcifications du guide EOTA N 001.
Les performances sont attestes par le marquage CE selon le guide EOTA N 001.
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DE TRAVAIL
(a) (b) (c)
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Assemblages(chapitre provisoire)
Assemblages traditionnels
Assemblage par embrvement
Ces assemblages assurent la transmission entre deux pices dont lune est incline
par rapport lautre. Le transfert de leffort de compression dans larbaltrier se fait
par contact sur la surface frontale. La figure 16 montre diffrents types dassemblages
par embrvement.
Figure 19. (a) avec entaille frontale, (b) par embrvement arrire.
Assemblage par tenon
Cet assemblage permet la transmission defforts
transversaux. Lpaisseur du tenon he est en gn-
rale gale au tiers de lpaisseur de la pice et sa
profondeur varie ente 40 et 60 mm (selon
loutil de travail). Les mortaises doivent se trouver
dans la partie comprime de la poutre.
Assemblages mcaniques
Les assemblages mcaniques utilisent deux types dorganes :
Les organes de type tige dont le comportement en flexion conditionne le transfert
deffort. On distingue : les agrafes, les pointes, les vis, les boulons, et les broches.
Les assembleurs plus spcifiques tels que : les anneaux, les crampons et les connec-
teurs mtalliques dents qui mobilisent la portance du bois sur une plus grande
surface.
Les performances de tous ces organes seront attestes par le marquage CE.
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DE TRAVAIL
(b)(a)
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MATRIAUX
Prcautions particulires
Gonflement et retrait
Dans les zones bloques par les organes dassemblage, les variations du taux
dhumidit du bois peuvent induire des contraintes de traction perpendiculaire dont
le rsultat est lapparition de fentes. Pour limiter ce risque de fendage, les organes
doivent tre regroups dans des zones appropries des lments assembls.
Figure 20. (a) Fendage d au retrait, (b) liaison correcte.
Excentricits
Les excentricits peuvent tre de diffrentes
origines : le type dorgane mcanique utilis, la
disposition de lassemblage, la conception du
systme structural. Dans les structures porteuses et
particulirement pour les lments fortement
sollicits, les assemblages et les pices doivent
avoir une disposition symtrique et concentrique.
Figure 21. Excentricits dues aux organes dassem-
blage (a) ou aux lments (c) et configurations sans
excentricits (b), (d).
Action de groupe et rupture de bloc
Dans le cas de liaison compacte ou comportant un grand nombre dorganes en ligne,
la capacit rsistante de la liaison peut tre limite par la rsistance du bois en
traction ou en cisaillement. Il faut pour cela vrifier la rsistance en cisaillement et
en traction des section nettes du bois sur le pourtour de lassemblage.
Par ailleurs, pour plusieurs organes dassemblages aligns dans la direction du fil, il faut
considrer une rduction du nombre dorganes travaillant. Ce nombre modifi
dorgane est appel : nombre efficace nef.
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DE TRAVAIL
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(a) (b)
(a) (b)
(c) (d)
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Pr-perage
Pour raliser un clouage dans des bois denses (>500 kg/m3) ou trs secs, un pr perage est ncessaire.
Dans le cas des pointes, les trous ne devront pas avoir un diamtre suprieur 80 %
de celui de la tige. Le pr-perage permet de diminuer les espacements entre pointes.
Toutefois, cest une opration longue et coteuse.
Les vis doivent tre poses dans des avants trous raliss avec une mche tage : au
diamtre de la partie lisse sur une profondeur gale la longueur non filete et 70 %
du diamtre de la tige pour la partie filete de la vis.
Assemblages par organes de type tige
Figure 22. Assemblage par tige sollicit en simple (a) ou en double cisaillement (b).
Pour la verification des assemblages par tige, il faut dterminer le mode de rupture
de lassemblage, et ainsi dterminer la rsistance de calcul par tige et par plan de
cisaillement. On peut en dduire le nombre dorganes ncessaires et les positionner
en fonction des rgles despacements et de distances par rapport aux rives.
Assemblages par pointes
Afin de limiter le risque de fendage et notamment dans un bois dur, la ralisation
dun assemblage clou peut ncessiter un pr-perage avec un diamtre
infrieur 80 % du diamtre de la pointe.
On parle de talon charg quand une composante de leffort transmis par la pointe est
dirige vers lextrmit du bois.
Figure 23. Espacements et distances des pointes.
VERSION
DE TRAVAIL
a2
a4 a1
a4
(a) (b)
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MATRIAUX
Angle 0 30 45 60 90
Sans pr-perage et masse volumique < 420 kg/m3
a1 si d < 5 mm 10 d 9,5 d 8,5 d 7,5 d 5 d
a1 si d > 5 mm 12 d 11 d 10 d 8,5 d 5 d
a2 5 d 5 d 5 d 5 d 5 d
a2 15 d 14,5 d 13,5 d 12,5 d 10 d
a4 si d < 5 mm 5 d 6 d 6,5 d 7 d 7 d
a4 si d > 5 mm 5 d 7,5 d 8,5 d 9,5 d 10 d
Sans pr-perage et masse volumique entre 420 et 500 kg/m3
a1 15 d 14 d 13 d 11 d 7 d
a2 7 d 7 d 7 d 7 d 7 d
a3 20 d 19,5 d 18,5 d 17,5 d 15 d
a4 si d < 5 mm 7 d 8 d 8,5 d 9 d 9 d
a4 si d > 5 mm 7 d 9,5 d 10,5 d 11,5 d 12 d
Avec pr-perage et quelle que soit la masse volumique
a1 5 d 5 d 5 d 4,5 d 4 d
a2 3 d 3,5 d 4 d 4 d 4 d
a3 12 d 11,5 d 10,5 d 9,5 d 7 d
a4 si d < 5 mm 3 d 4 d 4,5 d 5 d 5 d
a4 si d > 5 mm 3 d 5 d 6 d 7 d 7 d
Tableau 19. Condition despacement et de distance pour les pointes.
Pointes sollicites axialement
LEurocode 5 interdit lusage des pointes lisses pour le transfert defforts axiaux
permanents ou long terme. Dans ce cas, il faut utiliser des pointes crantes, filetes
ou torsades. De mme le clouage en bout est interdit.
Dans ce cas, deux modes de rupture sont prendre en compte :
larrachement de la pointe hors de llment bois ;
la perforation de la plaque par la tte de la pointe.
Figure 24.
Clouage perpendiculaire.
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DE TRAVAIL
configuration ralisableNON car bout de bois
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Assemblages par boulons et broches
LEurocode 5 permet un jeu de 1 mm pour la mise en place de ces boulons. De
plus en plus, les broches tendent remplacer les boulons. Une broche est une
tige ronde en acier, enfonce en force dans les trous de perages.
Les boulons et les broches travaillent souvent en cisaillement double ou multiple
Pour garantir les performances de lassemblage.
Tous les organes de serrages doivent tre poss avec un rondelle sous les ttes ou
crous en contact avec le bois. La rsistance dun assemblage boulonn ou broch
dpend tout autant des caractristiques du bois que de celles de lacier.
Tableau 20. Disposition des organes.
Assemblages visss
Pour lapplication des rgles de lEurocode 5, deux rgles sont stipules :
les vis sont poses dans les avant-trous,et
la longueur de la partie lisse est au moins gale lpaisseur de la pice
situe sous la tte de la vis.
Les distances et espacements minimaux sont identiques ceux des boulons si
ou des pointes si dpartie lisse < 6 mm.
Pour les vis, le nombre efficace est dfini par : nef = n0,9
{
Boulons
Angle 0 30 45 60 90
a1 7 d 7 d 6,5 d 5,5 d 4 da2 4 da3 max { 7d ; 80 mm }a4 3 d
Broches
Angle 0 30 45 60 90
a1 7 d 6,5 d 6 d 5 d 3 da2 3 da3 max { 7d ; 80 mm }a4 3 d
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DE TRAVAIL
{ {n n ; n0,9ef = =min a113d { 0,75 n0,9
n0,9
si angle = 0 et a1 < 13d
si angle = 90 et a1 < 13dsi a1 > 13d
n0,90,86
4
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Le chargement
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LE CHARGEMENT
Dans le domaine dapplication de ce guide, quatre types de charges sont considres,
lexclusion des charges accidentelles telles que le feu ou le sisme.
Les charges permanentes
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DE TRAVAIL
Dsignation daN/m2
63*163 ; espacement : 40 cm 13
Solives (masse volumique moyenne 500) 63*163 ; espacement : 60 cm 9
Dimensions b x h [mm] 75*225 ; espacement : 40 cm 21
75*225 ; espacement : 60 cm 14
63*163 ; espacement : 150 cm 4
Pannes (masse volumique moyenne 500) 63*163 ; espacement : 200 cm 3
Dimensions b x h [mm] 75*225 ; espacement : 150 cm 6
75*225 ; espacement : 200 cm 4
63*75 ; espacement : 60 cm 4
Chevrons (masse volumique moyenne 500) 80*100 ; espacement : 60 cm 7
Dimensions b x h [mm] 100*120 ; espacement : 60 cm 10
40*225 ; espacement : 60 cm 8
Panneau de particules (par cm d'paisseur) 8
Panneaux OSB (par cm d'paisseur) 7
Panneau de contreplaqu (par cm dpaisseur) 5
Chape en mortier de ciment (par cm d paisseur) 20
Plancher Parquets de 23 mm y compris lambourdes 25
Dalle flottante en bton,y compris sous couche lastique par cm 22
Revtement de sol Grs crame mince (4,5 mm) y compris mortier 50Sols minces textiles ou plastiques (colls ou tendus)et parquets mosaques 8
en zinc ou inox (voligeage et tasseaux compris) 25
Couverture mtallique en alu 8/10 (voligeage et tasseaux compris) 17
Bac acier 75/100e 7
Couvertures en ardoise ardoises naturelles ordinaire (voligeage et lattis compris) 20-35
Couverture en tuile tuiles mcaniques embotement (liteaux compris) 35-45
tuiles plates (liteaux compris) 55-90
Couverture fibre-ciment Plaques grande ondes 17
Plafonds Plaques de pltre BA 10 8
Plaques de pltre BA 13 11
Isolation Laine de verre (par cm d paisseur) 0,7
Laine de roche sous tanchit (par cm d paisseur) 1,7
Tableau 21. Valeurs indicatives des charges permanentes.
-
LE C
HA
RG
EMEN
T
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VERSION
DE TRAVAIL
Catgorie Surface chargeCharge
uniformment rpartie [daN/m2]
Charge ponctuelle
[daN]
Par convention, ces charges sont notes g.
Les charges permanentes correspondent aux charges induites par les poids propres
des lments structuraux et de tous les composants supports continuellement
par la structure. Ces charges comprennent, les cloisons fixes, lisolation, les
revtements de sols,
Par souci de simplification, on associe gnralement les charges permanentes une
charge uniformment rpartie sur les surfaces considres.
Les charges dexploitation
Par convention, ces charges sont notes Qq ou Q.
Les charges dexploitation sont des charges variables rsultant de loccupation des
lieux. Elles correspondent des charges dplaables : personnes, mobilier, cloisons
mobiles, machines
LEurocode 1 (Norme Europenne pour les actions sur les structures) considre les
charges dexploitation suivantes pour les diffrentes catgories de btiments :
A Plancher dhabitation 150 200
B Plancher de bureau 250 400
Espaces quips de tables ou siges 250 300
C Espace ne prsentant pas de gne pour la circulation des personnes 400 400
Espaces accueillant de la foule 500 700
D Planchers de commerces 500 500
H Toiture 40 si pente < 20 100
Tableau 22. Les charges dexploitation.
Les cloisons dont le poids propre est infrieur 3 kN/ml doivent tre considrescomme des charges rparties dont lintensit est dfinie ci-dessous :
pp / ml 1,0 kN / ml qk = 0,5 kN / m2
pp / ml 2,0 kN / ml qk = 0,8 kN / m2
pp / ml 3,0 kN / ml qk = 1,2 kN / m2
Au-del de cette limite, une tude spcifique prenant en compte la mobilit
(disposition) possible de la cloison durant la vie de louvrage doit tre conduite.
-
36
LE CHARGEMENT
Les charges de neige
Par convention, ces charges ont pour indice s.
La base de tous calculs de charges de neige est la carte de neige (ci-dessous).
Pour chaque rgion, deux valeurs sont dfinies : sk,min qui correspond la charge de
neige courante au sol, et sA,min qui correspond la charge de neige accidentelle au sol.
Par convention, ces valeurs correspondent une altitude de 200 m.
Pour tablir la charge de neige sur une toiture, la premire tape consiste prendre en
compte laltitude A du site du projet pour dfinir la valeur caractristique sk :
0,15A-30 200 < A 500 msk = sk,min + 0,3A-105 500 < A 1000 m
0,45A-255 1000 < A 2000 m
Pour de faibles pentes de toiture, une charge supplmentaire s1 est intgrer avec :
s1 = 0,2kN / m2 pente 3 %
0,1kN / m2 3 % < pente 5 %
LEurocode 1 prconise le calcul de 2 charges de neige :
La charge de neige normale : sk = isk + S1 La charge de neige accidentelle : sA = iSA,min + S1Avec i, un coefficient de forme qui prend en compte la gomtrie de la toiture et leffet du vent sur la distribution de la neige.
VERSION
DE TRAVAIL
Zone sk,min sA,minneige caractristique neige accidentelle
daN/m2 daN/m2
1A 45
1B 45 100
2A 55 100
2B 55 135
3 65 135
4 90 180
Figure 25. Zones et charges de neige au sol
en France.
{
{
-
LE C
HA
RG
EMEN
T
37
Figure 26. Valeur du cfficient de forme pour la neige sur les toitures
en fonction de langle de la toiture.
Pour des toitures simple ou double pente, plusieurs cas de charge de neige sont
considrer selon la figure ci-dessous.
Figure 27. Coefficient de forme pour la neige selon la forme des toitures.
Les charges de vent
Par convention, ces charges ont pour
indice : w
Les actions dues au vent correspondent
soit un champ de pression, soit
des forces globales. Elles sont dfinies
partir de la vitesse de base vb,0 du vent,gale la vitesse moyenne 10 mtres
au-dessus d'un terrain de catgorie II.
Figure 28.
VERSION
DE TRAVAIL
1 () 1(1) 0,51(2)
0,51(1) 1(2)
1(1) 1(2)
-
38
LE CHARGEMENT
{
Illu
stra
tio
ns
Selon la hauteur au-dessus du sol, le profil de la vitesse du vent dpend essentiellement
de la rugosit du sol. En rfrence la classification donne dans le tableau 20,
le choix de la catgorie de terrain constitue une tape essentielle pour le calcul.
En effet, il peut en rsulter des carts de lordre de 30 % entre deux catgories
voisines, notamment pour des hauteurs infrieures 20 mtres qui correspondent au
domaine courant des structures bois.
La valeur de pointe (valeur de base pour le calcul de la pression due au vent sur
un btiment) pour un btiment de rfrence est donne par le tableau 24
de la rgion,
en fonction : et de la catgorie du terrain,
de la hauteur du btiment.
Catgorie Nature du terrain
0 Mer ou zone ctire expose aux vents de mer
I Lacs ou zone vgtation ngligeable et libre de tout
IIZone vgtation basse telle que de l'herbe, avec ou non quelques obstacles isols (arbres, btiments) spars les uns des autres dau moins20 fois leur hauteur
III
Zone avec une couverture vgtale rgulire ou des btiments, ou avecdes obstacles isols spars dau plus 20 fois leur hauteur (par exempledes villages, des zones suburbaines, des forts permanentes)
IVZone dont au moins 15 % de la surface sont recouverts de btiments,dont la hauteur moyenne est suprieure 15 m
Tableau 23. Catgorie de terrain (ou rugosit).
Selon l'EN-1991-1-4, la valeur caractristique de la pression due au vent sur les parois
(Wk) constitue la base de calcul d'une structure pour toutes les directions du vent.Cette valeur correspond la pression nette dfinie par :
Wk(z) = qp (Cpe - Cpi)
La valeur de Cpe est prise gale 0,8 (cf. Eurocode 1) dans le cas de dimensionnementde poteau au vent. La valeur de Cpi est soit -0,3 soit 0,2. Le choix de Cpi doit tre fait detelle manire que la valeur de Wk(z) soit la plus importante.
Dans ce cas, on prend Cpi = - 0,3 ;
do : Wk(z) = 1,10 x qp
VERSION
DE TRAVAIL
-
LE C
HA
RG
EMEN
T
39
Catgorie Zone
0
1 79 73 62
2 95 86 74
3 103 93 81
4 131 118 102
I
1 74 66 55
2 88 79 67
3 96 86 72
4 121 108 97
II
1 62 54 43
2 75 65 52
3 81 70 57
4 103 89 72
III
1 45 37 26
2 54 44 31
3 59 48 34
4 75 61 43
IV
1 31 23 13
2 37 27 16
3 41 30 17
4 51 38 21
Tableau 24. Valeur Qp de pour un btiment de rfrence.
Les combinaisons de charges
Aprs avoir estim les diffrentes actions, le dimensionnement ncessite
lanalyse des cas de chargements pouvant tre appliqus la structure.
Pour quantifier ces cas de chargement, les charges en prsence sont cumules en
appliquant des coefficients de pondration. Par exemple, on ne prendra pas en
compte la totalit des charges de neige et de vent, car il est peu probable que ces
deux actions atteignent leur maximum simultanment.
Ces combinaisons seront tudies plus en dtail lment par lment, lors des
diffrentes vrifications ncessaires lEurocode 5.
VERSION
DE TRAVAIL
qp (daN/m2)
z = 10 m
qp (daN/m2)
z = 6 m
qp (daN/m2)
z = 3 m
-
Utilisationdu manuel simplifi
40
UTILISATION DU MANUEL SIMPLIFI
Principes
Le manuel simplifi est conu pour permettre aux utilisateurs de mener bien tape
par tape le dimensionnement dlments simples de structures.
Pour un lment considr, (poutre, poteau, artier) le principe consiste renseigner
au fur et mesure une note de calculs pr-formate pour ce type dlment.
Pour chaque type dlments, lutilisateur dispose donc de trois feuillets vierges
constituant le cadre de la note de calcul.
le premier feuillet est utilis pour dfinir le chargement agissant sur llment ;
le second feuillet sert au calcul des sollicitations ;
le troisime feuillet permet le dimensionnement lEC5.
Pour bien matriser la mthode, lutilisateur pourra se reporter aux exemples
destins le guider. Il aura galement sa disposition :
un lexique rcapitulatif des notations, indices, symboles et units utiliss dans les
eurocodes.
un tableau de proprits gomtriques indiquant les valeurs de calculs : aire,
module dinertie et inertie des principales sections utilisables.
quelques tableaux et abaques lecture directe facilitant ou vitant le calcul.
VERSION
DE TRAVAIL
Dfinition du chargement
Sur les trois feuillets ncessaires au dimen-
sionnement, le premier : dfinition du
chargement constitue une base commune
tous les lments. Il permet de recenser et de
quantifier les charges permanentes, les charges
dexploitation et les charges climatiques
(neige et vent) agissant sur la structure.
Les charges permanentes
Elles sont toujours dduites dune charge
surfacique (agissant sur un plancher par
exemple) pour obtenir une charge rpartie
linairement le long dune poutre ou une
charge concentre. (reprise dun poteau par
exemple)
Des valeurs indicatives des charges
surfaciques sont donnes dans le tableau 21.
Charges permanentes
1. Calcul de la charge linaire
a. Estimation des charges permanentes rparties
reprendre. (solivage, revtement de sol,
cloisons)
Gk = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN / m2
b. Largeur de la bande de chargement
e = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m
c. Calcul de la charge linaire reprise par la poutre
gk = Gk x e = . . . . . . . . . . . . . . . . . daN / ml
2. Calcul de la charge ponctuelle ventuelle
a. Estimation des charges permanentes agissant
sur la poutre de manire ponctuelle
Gk = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN/m2
b. Surface concerne
S = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m2
c. Calcul de la charge ponctuelle reprise par la
poutre
Pg = Gk x S = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN
1
-
UTI
LISA
TIO
N D
U M
AN
UEL
SIM
PLI
FI
41
Il existe deux mthodes pour calculer la valeur de la charge linaire :
Comme ci-contre : en multipliant la valeur de la charge surfacique par la largeur de
la bande de chargement, on obtient la charge linaire.
Une deuxime possibilit est de calculer la charge totale reprise par la poutre en
multipliant la surface thoriquement reprise par la poutre par la valeur de la charge
surfacique et de diviser la valeur obtenue par la longueur de la poutre.
Le calcul de la charge ponctuelle ventuelle consiste multiplier la valeur de la
charge surfacique par la surface charge. (voir ci-dessous)
Les charges dexploitation
Les charges dexploitation dpendent de la catgorie de louvrage (habitation,
bureaux, commerces, ). LEurocode 1 impose pour chaque catgorie la valeur
de la charge dexploitation prendre en compte.
Une fois cette charge surfacique dtermine, la valeur de la charge linaire applique
sur la poutre calculer est tablie selon une dmarche analogue celle dfinie au
paragraphe prcdent.
VERSION
DE TRAVAIL
2
Charges dexploitation
1. Calcul de la charge linaire
a. Catgorie dutilisation du btiment et valeur
de la charge rpartie Qk en daN/m2
Habitation A 150
Bureau B 250
b. Largeur de la bande de chargement
e = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m
c. Calcul de la charge linaire reprise par la poutre
qk = Qk x e = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN/ml
2. Calcul de la charge ponctuelle ventuelle
a. Surface concerne
S = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m2
b. Calcul de la charge ponctuelle reprise par la
poutre
Pq = Qk x S = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN
De la mme faon, lorsque la configuration
de louvrage, donc la descente de charge,
impose de reprendre une charge ponctuelle
sur la poutre, le calcul de la charge
ponctuelle ventuelle consiste multiplier
la valeur de la charge surfacique par la
surface charge qui gnre cette charge
ponctuelle. (voir ci-contre)
-
42
UTILISATION DU MANUEL SIMPLIFI
Les charges climatiques
Les charges climatiques prendre en compte dpendent de la localisation de louvrage.
Pour les actions dues au vent, le calcul de ces charges est associ la conception
globale de la structure.
A loppos, les charges de neige, qui dfinissent le dimensionnement gnral de la
toiture, peuvent tre simplement tablies pour chaque lment.
3
Charges de neige
1. Charge de neige considrer pour les
calculs
0,15A - 30 200 < A 500 m
Sk = sk,min + s1 + 0,3A - 105 500 < A 1000 m
0,45A - 255 1000 < A 2000 m
avec s1 = 10 daN / m2 3 % < pente 5 %
0 daN / m2 pente > 5 %
Sk = daN / m2
do s1 = S1 x L = daN / ml
2. Valeur de la charge ponctuelle P de neige
P = daN
Charges de vent
1. Rgion dimplantation de louvrage
1 - 2 - 3 - 4
2. Catgorie de rugosit du terrain
0 - I - II - III - IV
3. Calcul de la pression due au vent sur les
parois
w1(z) = 1,10 x Qp = daN / m2
VERSION
DE TRAVAIL
-
UTI
LISA
TIO
N D
U M
AN
UEL
SIM
PLI
FI
43
Combinaisons dactions
Selon les vrifications mener : tats limites ultimes ou tats limites de service,
les actions sont associes des coefficients de pondrations et sont combines
pour obtenir la sollicitation reprsentative agissante.
Aux tats limites ultimes courants (ELU), les moments rsultants M des combinai-
sons de charges prendre en compte sont les suivants :
M1 = 1,35 x Mg + 1,5 x Mq + 0,75 x Ms + 0,9 x Mw
M2 = 1,35 x Mg + 1,5 x Ms + 1,05 x Mq + 0,9 x Mw
M3 = 1,35 x Mg + 1,5 x Mw + 1,05 x Mq + 0,9 x Ms
MELU = max { M1 ; M2 ; M3 }
De mme pour les efforts tranchants V rsultants :
V1 = 1,35 x Vg + 1,5 x Vq + 0,75 x Vs + 0,9 x Vw
V2 = 1,35 x Vg + 1,5 x Vs + 1,05 x Vq + 0,9 x Vw
V3 = 1,35 x Vg + 1,5 x Vw + 1,05 x Vq + 0,9 x Vs
VELU = max { V1 ; V2 ; V3 }
Aux tats limites de service (ELS) ils sont gaux :
M1 = Mg + Mq + 0,6 x Ms + 0,7 x Mw
M2 = Mg + Ms + 0,7 x (Mq + Mw)
M3 = Mg + Mw + 0,7 x Mq + 0,6 x Ms
MELS = max { M1 ; M2 ; M3 }
Nota : en fonction des actions effectivement agissantes, ces combinaisons seront simplifies
au cas par cas dans chaque fiche lment.
Dimensionnement conforme lEurocode 5
Pour chaque type dlment, les calculs et les vrifications sont mens selon les
notes pr-formates.
Lutilisateur familiaris avec cette mthode pourra ensuite se reporter lannexe 1.
VERSION
DE TRAVAIL
-
Charges de neige Charges de vent
Calcul de la charge linaire
Catgorie dutilisation du btiment et valeur
de la charge rpartie Qk en daN / m2
Habitation A 150
Bureau B 250
Largeur de la bande de chargement
e = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m
Calcul de la charge ponctuelle ventuelle
Surface concerne
S = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m2
Calcul de la charge ponctuelle reprise par la
poutre
PQ = Qk x S = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN
44
Charges permanentes
1 Calcul de la charge linaire
Estimation des charges permanentes rparties
reprendre (solivage, revtement de sol,
cloisons...)
Gk = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN / m2
Largeur de la bande de chargement
e = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m
Calcul de la charge linaire reprise par la poutre
qG = GK x e = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN / ml
Calcul de la charge ponctuelle ventuelle
Estimation des charges permanentes agis-
sant sur la poutre de manire ponctuelle
GK = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN / m2
Surface concerne
S = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m2
Calcul de la charge ponctuelle reprise par la
poutre
PG = Gk x S = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN
Charges dexploitation
1
n de laffaire : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . dsignation : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . date : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NO
TE D
E C
ALC
ULS
>PO
UTR
E SU
R D
EUX
APP
UIS
Poutre sur deux appuis situe lintrieur
PARTIE 1 > Dfinition du chargement
2
2
pas dans ce caspas dans ce cas
VERSION
DE TRAVAIL
-
Calcul de leffort tranchant maximum sur appuis
Calcul des moments
45
Donnes dentres
n de laffaire : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . dsignation : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . date : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NO
TE D
E C
ALC
ULS
>PO
UTR
E SU
R D
EUX
APP
UIS
Poutre sur deux appuis situe lintrieur
PARTIE 2 > Calcul des sollicitations
qP
zone de variation de P
Porte : L = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . m
Nota : P varie entre L/4 et 3L/4
permanente exploitation
Valeur de la charge rpartie qG qQ daN/ml
Valeur de la charge ponctuelle PG PQ daN
permanente exploitation
Moment d p : MqG MqQ daN/m
Moment d P : MPG MPQ daN/m
Moment maxi : M(P+q)G M(P+q)Q daN/m
(Mq = ql2
l2 8)
(Mp = Pll2 4)(Mq 12)(Mp 12)(Mp+q = +l2)
permanente exploitation
VG VQ daNV expl.max ql
23P4
= +
Bilanpermanente exploitation
Valeur du moment sollicitant maximum M(P+q)G M(P+q)Q daN/m
Valeur de leffort tranchant sollicitant maximum VG VQ daN
Combinaisons de charges
Catgorie Catgorie A ou B C ou D
2 0,3 0,6Exigence de service (limitations de flche instantanne long terme) :
Classe de service 1 2
Valeur du Kdef 0,6 0,7
MELU = 1,35MG + 1,5MQ
VELU = 1,35VG + 1,5VQ = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daNm
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daNm
l
Hypothses et environnement
x
=L L
xinst=
L L
VERSION
DE TRAVAIL
M ELS = =MG + 2 MQlong termeMELS = =+
court termeMG MQ
-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .daN.m
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .daN.m
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mm3
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .mm2
46
Bois massif ou Bois lamell Coll C18 C24 C30
GL24 GL28
Combinaisons de charges : MELU =
VELU =
Dimensionnement en flexion (avec MELU) : Valeur du i/v mini =
> voir tableau Flexion (annexe 2 p. 54)
Dimensionnement au cisaillement (avec VELS) : Valeur du A mini =
> voir tableau Cisaillement (annexe 2 p. 55)
Combinaisons de charges :
A court terme
A long terme
Moment dimensionnant lELS
Valeur pour le dimensionnement
> voir tableau Calculs en dformation (annexe 2 p. 56)
Dimensionnement lELS avec MELS x l : Valeur mini de linertie l :
> utiliser tableau de section (p. 59)
Section minimale lELU en flexion :
Valeur du i/v mini = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mm3 section :
Section minimale lELU au cisaillement :
Valeur du a mini = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .mm2 section :
Section minimale en dformation :
Valeur mini de linertie i : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .mm4 section :
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Section retenue :
n de laffaire : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . dsignation : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . date : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
NO
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ALC
ULS
>PO
UTR
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R D
EUX
APP
UIS
Poutre sur deux appuis
PARTIE 3 > Dimensionnement lEurocode 5
Matriau
Dimensionnement lELU
Dimensionnement lELS
Dtermination de la section
M ELSinst court terme xinst.
400= xM ELS
( )M ELS x400= x xM ELS 1 + kdeflong terme
M ELS = Maxmax
M ELSinst
; M ELS{ }
=M ELSmax
x l
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN.m
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN.m
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN.m
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . daN.m2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . mm4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .VERSION
DE TRAVAIL
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
-
47
ann
exes
-
48
AN
NEX
E 1
>C
ALC
ULS
ET
VR
IFIC
ATIO
NS
EC-5
ANNEXE 1
VERSION
DE TRAVAIL
Calculset vrifications EC-5
t,0,d kh f t,0,d t,0,d TdAn
=o
({ )0,1
=k hmin.h600
1,1
({ )0,2
=k hmin.h150
1,3
m,y,d fm,y,d m,y,d MI/v
=6Mbh2
=o
Iv
=fm,d16
fm,dM ELUmax x b x h2
Iv
fm,dfm,d
M ELUmax
La traction parallle
Pour les barres de section constante sollicites en traction parallle, la vrification de
la contrainte de traction est dfinie par la relation :
avec : t,0,d la contrainte de traction dans la pice de bois,
kh le coefficient de hauteur,
ft,0,d la valeur de calcul de la rsistance en traction parallle,
Td leffort de traction parallle sollicitant cette pice de bois,
An la section nette de llment.
bois massif :
lamell - coll :
La flexion
Pour les poutres de section rectangulaire sollicites en flexion simple, la vrification de
la contrainte de flexion est dfinie par la relation :
avec : m,y,d la contrainte de flexion dans la pice de bois,
fm,y,d la valeur de calcul de la rsistance en flexion,
M le moment sollicitant cette pice de bois,
I linertie de llment,
v la demi hauteur pour une section rectangulaire.
Le moment ultime acceptable pour toute pice de bois est donc :
Le module de flexion I/v requis est alors :
-
Le cisaillement
Pour les poutres de section rectangulaire sans percements et charges sur la fibre
suprieure, la vrification de la contrainte de cisaillement sexprime comme suit :
O : est la contrainte maximale de cisaillement dans la pice de bois,
fv,d est la valeur de calcul de la rsistance en cisaillement de cet lment,
V est leffort tranchant sollicitant cette pice de bois,
A est la section de llment.
Leffort tranchant ultime est donc dfini par :
Laire ncessaire est alors gale :
Le dversement (des poutres)
LEurocode 5 spcifie une limitation de la contrainte en flexion selon la formule
suivante :
Avec le coefficient de rduction gal :
O : rel,m est llancement mcanique dfinit par ,
avec la contrainte critique de flexion gale :
et la longueur de dversement lef :
lef = l pour une poutre sur 2 appuis et un moment uniforme,
lef = 0,9l pour une poutre sur 2 appuis et un chargement uniforme,
lef = 0,8l pour une poutre sur 2 appuis et une charge ponctuelle mi trave.
Nota : Dans les fiches lments, la valeur de lef est prise : lef = 0,80 x l
=3V2A
fv,d 1,4
kcrit =
rel,m2
m,crit
fm,drel,m =m,crit =
0,78 x b2
lef x hE0,05
AN
NEX
E 1
>C
ALC
ULS
ET
VR
IFIC
ATIO
NS
EC-5
49
VERSION
DE TRAVAIL
-
50
AN
NEX
E 1
>C
ALC
ULS
ET
VR
IFIC
ATIO
NS
EC-5
ANNEXE 1
y =I/A
hef
c,crit,yf c,0,krel,m = c,crit,y = y2E0,05 2
c,0,dfc,0,d
1( )2 m,y,d
fm,y,dkmm,z,d
fm,z,d+ +
c,0,dfc,0,d
1( )2 m,y,d
fm,y,dkm
m,z,dfm,z,d
+ +
kc,y =rel,y2ky2ky +
1
-ky =
20,5 (1 + c (rel,y - 0,3) + rel,y)
c,0,dkc,y
1m,y,dfm,y,d
km m,z,dfm,z,d
+ +fc,0,d
c,0,dkc,z
1m,y,dfm,y,d
km m,z,dfm,z,d
+ +fc,0,d
o et
La compression avec flambement (poteaux)
Les poteaux qui ne sont pas maintenus latralement peuvent tre sujets au
flambement. Cette justification se base sur les lancements relatifs dfinis par :
(identique pour rel,y ,z et c,crit,z)rel,y et y correspondent la flexion selon laxe y (flche dans la direction z)rel,z et z correspondent la flexion selon laxe z (flche dans la direction y)
Lorsque rel,y < 0,5 et rel,z < 0,5 ; les contraintes normales doivent satisfaire les conditionssuivantes :
o : c,d est la contrainte de calcul en compression,
fc,0,d est la rsistance de calcul en compression,
m,y,d et m,z,d sont les contraintes de calcul en flexion dans chaque plan,
fm,y,d et fm,z,d sont les rsistances respectives de calcul en flexion,
km = 0,7 pour les sections rectangulaire et 1,0 pour les autres sections.
Dans tous les autres cas, les contraintes doivent vrifier :
o : c,0,d est la contrainte de flexion due toute charge latrale :
avec c = 0,2 pour le Bois massif et 0,1 pour le BLC.
La flche
Le calcul de la flche est propre chaque configuration, il sera dvelopp dans chaque
fiche lment.
VERSION
DE TRAVAIL
-
51
AN
NEX
ES 2
>TA
BLE
AU
XD
ED
IMEN
SIO
NN
EMEN
T
Dan
s le
cas
du
ne
char
ge
rp
arti
e q
:
Exp
ress
ion
du
mo
men
t m
axim
um
suiv
ant
la p
ort
e e
t le
cas
de
char
gem
ent
l
qTableaux
de dimensionnement
-
52
AN
NEX
ES 2
>TA
BLE
AU
XD
ED
IMEN
SIO
NN
EMEN
TANNEXE 2
VERSION
DE TRAVAIL
Dan
s le
cas
du
ne
char
ge
pon
ctue
lle P
m
i-tra
ve
:
Exp
ress
ion
du
mo
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t m
axim
um
suiv
ant
la p
ort
e e
t le
cas
de
char
gem
ent
P
l
-
53
AN
NEX
ES 2
>TA
BLE
AU
XD
ED
IMEN
SIO
NN
EMEN
T
Dan
s le
cas
du
ne
char
ge
pon
ctue
lle P
m
i-tra
ve
:
Exp
ress
ion
de
leff
ort
tra
nch
ant
max
imu
msu
ivan
t la
po
rte
et
le c
as d
e ch
arg
emen
tl
q
Dan
s le
cas
du
ne
char
ge
pon
ctue
lle P
m
i-tra
ve
:
P
lV
P =
P 2
VERSION
DE TRAVAIL
-
54
AN
NEX
ES 2
>TA
BLE
AU
X D
E D
IMEN
SIO
NN
EMEN
TANNEXE 2
Valeur du moment maximum admissible(en daN.m) en flexion
VERSION
DE TRAVAIL
-
55
AN
NEX
ES 2
>TA
BLE
AU
X D
E D
IMEN
SIO
NN
EMEN
T
Valeur du cisaillement maximum admissible (en daN)
VERSION
DE TRAVAIL
-
56
AN
NEX
ES 2
>TA
BLE
AU
X D
E D
IMEN
SIO
NN
EMEN
TANNEXE 2
Calculs en dformations
E est en MPa ; M est en daN.m ; L est en m
do M*L est en daN.m2
Si la limite de flche est diffrente de L/400 et est gale L/x,
il faut multiplier la valeur de M*L par 400/x.
limite de flche = L/400
VERSION
DE TRAVAIL
-
57
-
glo
ssai
reSymbole Dsignation Unit
Unitdca Newton (quivaut sensiblement 1kg) daN
Mga Pascal (quivaut un N par mm2) MPa
dca Newton par mtre linaire daN/ml
NotationXd Valeur de calcul dune proprit X (d signifie design - calcul en anglais) -
Xk Valeur caractristique dune proprit X -
Symboles majuscules latinsA Aire dune section transversale mm_
E0,05 Valeur du module dlasticit dun matriau 5 % (utilise pour le calcul) N/mm_
G0,05 Valeur du module de cisaillement dun matriau 5 % (utilise pour le calcul) N/mm_
Iy Module dinertie selon laxe de forte inertie mm4
Iz Module dinertie selon laxe de faible inertie mm4
M Valeur du moment daN/m
N Valeur de leffort normal daN
V Valeur de leffort tranchant daN
Symboles minuscules latinsa Distance mm
b Largeur de llment considr mm
fc,0,k ou fc,0,d Valeur caractristique (ou de calcul) de la rsistance en compression axiale N/mm2
fc,90,k ou fc,90,d Valeur caractristique (ou de calcul) de la rsistance en compression perpendiculaire N/mm2
ft,0,k ou ft,0,d Valeur caractristique (ou de calcul) de la rsistance en traction axiale N/mm2
ft,90,k ou ft,90,d Valeur caractristique (ou de calcul) de la rsistance en traction perpendiculaire N/mm2
fm,k
ou fm,d Valeur caractristique (ou de calcul) de la rsistance en flexion N/mm2
fm,y,k ou fm,y,d Valeur caractristique (ou de calcul) de la rsistance en flexion selon laxe de grande inertie N/mm2
fm,z,k ou fm,z,d Valeur caractristique (ou de calcul) de la rsistance en flexion selon laxe de petite inertie N/mm2
fv,k ou fv,d Valeur caractristique (ou de calcul) de la rsistance au cisaillement N/mm2
h Hauteur de llment considr mm
kc,y ou kc,z Facteur dinstabilit -
kcrit Facteur utilis pour le dversement latral -
kdef Facteur utilis pour les calculs de dformation -
kmod Facteur de modification de performances -
km Facteur considrant la redistribution des efforts de flexion dans une section -
kv Facteur de rduction (pour les poutres entailles) -
l Longueur de llment considr mm
lef Longueur dinstabilit de llment mm
F Force ponctuelle daN
gk Charge uniformment rpartie daN/ml
Gk Charge surfacique due aux charges permanentes daN/m2
Symboles minuscules grecsM (gamma) Coefficient de scurit pour les proprits des matriaux, qui tient galement compte
des incertitudes de modlisations et des variations dimensionnelles -
y (lambda) Rapport dlancement correspondant une flexion selon laxe de grande inertie -z Rapport dlancement correspondant une flexion selon laxe de petite inertie -rel,y Rapport dlancement relatif correspondant une flexion selon laxe de grande inertie -rel,z Rapport dlancement relatif correspondant une flexion selon laxe de petite inertie -c,0,d (sigma) Valeur de calcul dune contrainte de compression dans la direction du fil N/mm
2
c,,d Valeur de calcul dune contrainte de compression un angle du fil N/mm2
t,0,d Valeur de calcul dune contrainte de traction dans la direction du fil N/mm2
t,90,d Valeur de calcul dune contrainte de traction dans la direction perpendiculaire au fil N/mm2
m Valeur de calcul dune contrainte de flexion N/mm2
m,krit Contrainte de flexion critique (pour les calculs au flambement) N/mm2
m,y,d Valeur de calcul dune contrainte de flexion selon laxe de grande inertie N/mm2
m,z,d Valeur de calcul dune contrainte de flexion selon laxe de petite inertie N/mm2
N Valeur de calcul dune contrainte normale N/mm2
m (rho) Masse volumique moyenne dun matriau kg/m3k Masse volumique caractristique dun matriau kg/m3d (tau) Valeur de calcul de la contrainte de cisaillement N/mm
2
(psi) Coefficient utilis pour les combinaisons dactions -
-
Note : les sections commericales sont donnes pour une humidit relative de 20 % alors que les
calculs sont effectus pour une humidit relative du bois de 12 % soit une rduction de la section
transversale de 1,60 % sur chaque dimension.
bo
is m
assi
fla
mel
l-c
oll
con
trec
oll
section commerciale section de calcul
B H B H S I/V Imm mm mm mm mm2 mm3 mm4
tab
lea
u d
e s
ect
ion
-
10, rue du Dbarcadre 75852 PARIS cedex 17 - tl. 33 (0)1 40 55 14 60 - fax : 33 (0)1 40 55 14 65Association rgie par la loi du 1er juillet 1901
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