Construire en BoisConception des structures

Sommaire:

Rappel des règles

Les matériaux de construction

Les contraintes

Les différents types de porteurs

Les Assemblages: techniques et assembleurs

La stabilité des ouvrages

Prédimensionnement

Exemple de réalisations

Rappel des règles

Rappel:Le matériau bois est un matériau de construction à part entière. La construction Bois est régie par des textes réglementaires

Classement d’aspect norme NF EN 1611-1

Rappel:Le matériau bois est un matériau de construction à part entière. La construction Bois est régie par des textes réglementaires

Correspondance des classements

Classe de résistance

mécanique (EN 338)Classe visuelle

C 30 ST- I

C 24 ST- II

C 18 ST- III

Exemples de mesurage

Les nœuds

Dimensions à prendre en compte : Sur les faces : entre les tangentesnœud A = dimension dnœud B = d1+d2+...+dn parallèles aux rives

Dimensions à prendre en compte : sur les faces (Noeuds A; B) = (a+b)/2sur les rives ( Noeud A) = entre les tangentes parallèles aux rivessur les rives (noeud B) = présence

Dimensions à prendre en compte :sur les faces (nœuds A, B, C) = entre les tangentes parallèles aux rivessur les rives (nœuds D, E, F) = entre les tangentes parallèles aux rives

Rappel:Le matériau bois est un matériau de construction à part entière. La construction Bois est régie par des textes réglementaires

• DTU 31.1 : Charpente et escaliers en bois• DTU 31.2 : Construction des maisons et bâtiments à ossature en

bois• DTU 41.2 : Revêtements extérieurs en bois• DTU 51.1 : Parquets massifs contrecollés• DTU 51.2 : Parquets collés• DTU 51.3 : Planchers en bois ou en panneaux dérivés du bois• DTU 51.11 : Pose flottante des parquets et revêtements de sol

contrecollés à parements bois• DTU 58.1 : Travaux de plafonds suspendus• FIBC : La charpente industrialisée en bois• DTU règles Cahiers 124 et 128 du CTBA• CB 71 : Règles de calcul et de conception des charpentes en bois • Eurocodes 5• DTU BF 88 : Règles bois feu 88• Règles professionnelles Afcobois - Cahier d'Irabois n° 8 :

« Construction en bois massif »

Les matériaux de structure

Bois massif abouté

Matériaux de structure

Bois reconstitués (Duo® Trio ®)

Matériaux de structure

Matériaux de structure

Bois lamellé collé

Lamibois

Matériaux de structure

Panneaux contrecollés

Matériaux de structure

Conception des structures

Systèmes porteurs et assemblages

Appuis statiques: 3 types d’appuis:

L’appui à Rouleaux ou appui simpleUn appui simple est un appui qui ne peut exercer sur une poutre qu’une réaction perpendiculaire au Plan de contact de la poutre avec l’appui

L’appui articulé ou rotuleLa réaction d’appui peut avoir une direction quelconque mais passe par le centre de la rotule.La fibre moyenne peut subir une rotation autour de l’articulationLa réaction d’appui étant une force elle se décompose entre une force horizontale et une force verticale

L’appui encastré ou encastrementLa réaction peut avoir une direction quelconque et passer par un point quelconque, on la remplace donc par une même force appliquée au point d’appui en lui ajoutant le couple M= fdLa section d’appui ne peut subir aucune déformation ni déplacement

Base de calculs: Les différents cas de charges a préciser au CCTP:

Charges permanentes: poids propre des différents composants

Charges d’exploitations: charges statiques et dynamiques

Charges d’entretien de toitures

Charges diverses:Ponts roulantsPasserellesDrapeaux, enseignes

Neige

Fonction le la situation géographique et de l’altitudeAttention aux zones d’accumulation!

VentFonction de la situation géographique

Facteurs influant sur le dimensionnement des pièces de structure:

•Moment fléchissant (flexion)

•Effort Tranchant (efforts aux appuis)

•Flèche sous charges

•Dimension des assemblages

Flèches admissibles

1/150e Parties d’ouvrage en console n’ayant pas à porter couramment une circulation (auvent)

1/200e Pièces supportant directement des éléments de couverture (chevrons, liteaux)

1/300e Pièces supportant directement des matériaux verriers, consoles supportant des circulations, poteaux avec pont roulant poteaux avec vitrage.

1/400e Eléments supportant d’autres éléments (Cloisons, plafonds, remplissages…)

FlambementLongueur de Flambement

Rotule à chaque

Extrêmité:

Lf = L

Encastrement en pied

Extrémité libre:

Lf = 2L

Rotule en tête encastrement en

pied:

Lf = 0,7L

Encastrement à chaque

Extrêmité:

Lf = 0,5L

L

Tramage du bâtiment

Dans un soucis d’économie il convient de faire un choix juste entre les différents qualités des matériaux, les points porteursLes longueurs de portées, la longueur des pièces (contraintes de transport)

Exemple sur 3 appuis et 24mètres:

Solution N°1: Poutre continue 24m sur trois appuisAvantages: section de bois peu importante, ferrures réduitesInconvénients: moyen de levage importants transport exceptionnel

Solution N°2: deux poutres de 12m sur appui simpleAvantages: pose simple, transport classiqueInconvénient: cube de bois important, ferrures doublées

Optimisation des structures

Conception du projet:

Nature de l’équipement (contraintes propres liées à la fonction)

Architecture du projet

Situation géographique (surcharges climatique)

Insertion dans l’urbanisme (accès chantier)

Nature du sol

Ferme traditionnelle sur poteaux béton

Portique en charpente traditionnelle

Portique treillis à deux articulations

Les assembleurs:Anneaux type UR

Dimensions des connecteurs de type C1

REFERENCEDiamètres Epaisseur Hauteurs Nombre de dents

d d1 t Dents int h2 h Ext. Int.

BDDD48 48 17,0 1,0 - 12,5 24 -

BDDD62 62 21,0 1,2 - 16,0 24 -

BDDD75 75 26,0 1,25 - 19,5 24 -

BDDD95 95 33,0 1,35 9,5 24,0 24 12

BDDD117 117 48,0 1,5 10,5Doc Simson

Les assembleurs:Crampons Bulldog

Les assembleurs:Crampons Geka

Les assembleurs:Crampons Bulldog

Poutre sur deux appuis à intrados courbe

Contraintes dans une poutre à intrados courbe

Traction transversale pouvant entraîner une rupture par

délamination

Portique à trois articulationsAvec jambe de force

Portique à trois articulationsArbalétrier encastrés sur poteaux moisants

PortéeEcartement des fermes

Inclinaisonh1 pied de

fermeh3 tête

d'arbalétrier

15,00 5,00m…7,50m 14° 0,40 0,90 1,35 0,2517,50 5,00m…7,50m 14° 0,45 1,00 1,45 0,3020,00 5,00m…7,50m 14° 0,50 1,10 1,55 0,3522,50 5,00m…7,50m 14° 0,55 1,20 1,65 0,4025,00 5,00m…7,50m 14° 0,60 1,30 1,75 0,4527,50 5,00m…7,50m 14° 0,65 1,35 1,85 0,50

h2 section à l'assemblage

Dimensions en mètres

Diamètre maximum1 mètre

Couronne de boulons

Amorce de rupture due aux efforts dans la

couronne

Portique à trois articulationsArc en bois lamellé collé

Dimensions en mètresPortée

(mètres)Ecartement des fermes

Inclinaison du toit

h1 h2 h3 h4 r

15,00 5,00m...7,50m 14° 0,30 0,55...0,80 0,45…0,70 0,25 3,0017,50 5,00m...7,50m 14° 0,35 0,60…0,85 0,50…0,75 0,30 3,5020,00 5,00m...7,50m 14° 0,40 0,65…0,90 0,55…0,80 0,35 4,0022,50 5,00m...7,50m 14° 0,45 0,70…1,00 0,60…0,85 0,40 4,5025,00 5,00m...7,50m 14° 0,50 0,75…1,10 0,65…0,90 0,45 5,0027,50 5,00m...7,50m 14° 0,55 0,80…1,20 0,70…0,95 0,50 5,5030,00 5,00m...7,50m 14° 0,60 0,85…1,30 0,75…1,00 0,55 6,0035,00 5,00m...7,50m 14° 0,70 1,00…1,40 0,85…1,10 0,60 6,50

Arc à trois articulations Avec structure de redressement

PortéeEcartement des

arcsh1 h2

Hauteur faitage

25,00 5,00m...7,50m 0,25 0,50 6,5030,00 5,00m...7,50m 0,30 0,60 7,5035,00 5,00m...7,50m 0,35 0,70 8,7540,00 5,00m...7,50m 0,80 0,80 10,0045,00 5,00m...7,50m 0,45 0,90 11,2550,00 5,00m...7,50m 0,50 1,00 12,5060,00 5,00m...7,50m 0,60 1,20 15,0080,00 5,00m...7,50m 1,60 1,60 20,00

100,00 5,00m...7,50m 1,00 2,00 25,00

Dimensions en mètres

h2

h1

h1

f

Poutre sous-tendue sur voile béton

PortéeEcartement des

fermesh flèche h

inclinaison

flèche

17,50 5,00m…7,50m 0,35 2,63 0,45 15° 2,3520,00 5,00m…7,50m 0,40 3,00 0,52 15° 2,6822,50 5,00m…7,50m 0,45 3,38 0,58 15° 3,0225,00 5,00m…7,50m 0,50 3,75 0,65 15° 3,3527,50 5,00m…7,50m 0,55 4,13 0,71 15° 3,6930,00 5,00m…7,50m 0,60 4,50 0,78 15° 4,0135,00 5,00m…7,50m 0,70 5,25 0,91 15° 4,6940,00 5,00m…7,50m 0,80 6,00 1,03 15° 5,36

Poutre triangulaireDimensions en mètres

Arc

Anti-déversement de sous tension

Nappe à maille triangulaire

Nappe de poutres croisées

Pannes cantilever

Pannes à joint croisé

Ferrures de pieds de poteau

Assembleur de pannes ou de solives

Sabots et équerres

Assemblage BERTCHE

Assemblage RESIX®

• Assemblage broché

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Etude de cas:

Collège de Senones

CO

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M

ALR

AU

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de

SE

NO

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S

LA NEF ET LA NAPPE

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SLA NEF

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Edward Cullinan architecte

Westminster Lodge

LA NAPPE

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SLA NAPPE

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S LE CONCOURSLA NAPPE

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SLA NAPPE

LA NAPPE

LA NAPPE

LA NAPPE

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S LE CONCOURS

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les principes constructifs…au service du projet architectural

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la nappe et sa stabilite transversale…

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la nappe et sa stabilite transversale…

IMAGE PATIO

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la nappe et sa stabilite longitudinale…

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les « boites » sous la nef 

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LES PLANCHERS BOIS-BETON …

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la filiere bois…

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