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Application Bois Construction Assemblages Bois et dérivés Conception système A

Application Bois Construction Assemblages Bois et dérivés Conception système A B C ©Centre technique du bois et de l’ameublement – 2007 – Reproduction interdite. BOIS MASSIFS STRUCTURAUX BOIS DE STRUCTURE Définition : Bois sciés : Pièces de bois obtenues à partir de grumes ou de pièces de bois de plus fortes dimensions, par enlèvement de sciure ou de plaquettes dans le sens longitudinal, complété éventuellement par un tronçonnage et/ou un usinage supplémentaire en vue d’obtenir le niveau de précision requis. Bois massifs structuraux Bois & dérivés ctba © Juillet 2006 Page : 1 11.01 Sciages structuraux : Pièces de bois scié entrant dans la constitution d’un ouvrage et ayant comme fonction principale la résistance aux actions appliquées à cet ouvrage. Caractéristiques et dimensionnement : Dimensions courantes : • Largeur : de 15 à 200 mm • Hauteur : de 25 à 300 mm • Longueur : jusqu’à 6.00 m et plus Classement structure : L’utilisation d’un bois en usage structurel est conditionnée à la connaissance de ses propriétés mécaniques. Ainsi le classement structure a pour but de proposer différentes classes où les bois seront triés en lots homogènes de même résistance en vue d’optimiser leur utilisation en construction. Pour réaliser ce classement, deux méthodes existent : • la méthode visuelle en observant les défauts et les singularités du bois, selon une norme de classement référencée (NF B 52-001 pour les résineux et le chêne français), qui permet de trier en classes visuelles. Les correspondances avec les classes mécaniques sont définies par la norme NF EN 1912 • la méthode par machine en mesurant directement les propriétés mécaniques du bois, selon la norme NF EN 519, qui permet de trier automatiquement en classes mécaniques définies par la norme NF EN 338 Le tableau suivant défini les classes de résistance mécaniques maximums atteintes pour les principales essences de bois utilisées en construction : Essence de bois Classes maxi. Sapin - Epicéa - Mélèze C 30 Douglas - Peuplier C 24 Pins : sylvestre, maritime, noir, laricio C 30 Western Red Cedar C 18 Châtaignier D30 Robinier – Chêne - Iroko D35 Ipé D 70 Bangkiraï, Azobé D 60 Moabi, Tatajouba, Doussié, Merbau D 50 Padouk, Makoré, Bilinga D 40 Caractéristiques mécaniques pour le calcul : Le dimensionnement des sciages structuraux se fait conformément aux règles CB71 ou EC5 dans l ‘avenir. Pour l’utilisation des règles CB71, les contraintes admissibles à utiliser sont celles définies par la norme NF P 21-400. Pour l’utilisation des règles EC5, les contraintes caractéristiques à utiliser sont celles définies par la norme NF EN 338. Les contraintes, rigidités et masses volumiques sont données en fonction des paramètres suivants : • essence de bois : résineux et peupliers, ou feuillus • produits certifiés ou non • humidité des bois à 15% maximum, au-delà il faut appliquer un coefficient réducteur (cf. CB71 ou EC5) Correspondance entre unités de mesure : • 1 N/mm² = 1 MPa =10 daN/cm² = 10 bars • 1 kN/mm² = 1 000 Mpa = 10 000 daN/cm² Le tableau suivant indique la correspondance entre les classes mécaniques et les classes visuelles, en fonction des essences : Essences Classe visuelle selon NF B 52-001 Classe mécanique Selon NF EN 338 ST-I C 30 ST-II C 24 Sapin, Epicéa, Pins, Douglas, Peuplier, Mélèze ST-III C 18 1 D35 Chêne 2 D30 Propriétés des bois massifs RESINEUX et PEUPLIER définies par NF P 21-400, pour calculs avec CB 71 : Produits non certifiés Produits certifiés Symbole Désignation Unité C18 C22 C24 C27 C30 C18 C22 C24 C27 C30 C35 C40 σf Contrainte de flexion N/mm² 8.0 10.0 11.0 12.0 13.2 8.5 10.5 11.5 13.0 14.3 16.7 19.0 σ Contrainte de traction axiale N/mm² 5.0 6.0 6.5 7.0 8.0 5.2 6.2 6.7 7.6 8.6 10.0 11.4 σt Contrainte de traction perpendiculaire N/mm² 0.13 0.2 0.2 0.2 0.2 0.13 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 σ’ Contrainte de compression axiale N/mm² 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.4 11.9 12.4 σ’t Contrainte de compression perpendiculaire N/mm² 2.1 2.2 2.3 2.5 2.5 2.3 2.4 2.5 2.7 2.7 2.9 3.0 τ Contrainte de Cisaillement N/mm² 0.9 1.1 1.1 1.2 1.3 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.6 1.7 Ef Module axiale kN/mm² 8.0 9.0 10.0 10.5 11.0 9.0 10.0 11.0 11.5 12.0 13.0 14.0 EG Module de cisaillement kN/mm² 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.56 0.63 0.68 0.75 0.75 0.80 0.88 ρm Masse volumique moyenne kg/m³ 380 410 420 450 460 380 410 420 450 460 480 500 Les classes C35 et C40 ne peuvent s’obtenir que dans un classement machine et sous certification. Propriétés des bois massifs FEUILLUS définies par NF P 21-400, pour calculs avec CB 71 : Produits non certifiés Produits certifiés Symbole Désignation Unité D30 D35 D40 D50 D60 D70 D30 D35 D40 D50 D60 D70 σf Contrainte de flexion N/mm² 13.2 15.4 17.6 22.0 26.4 30.8 14.3 16.7 19.0 23.8 28.6 33.3 σ Contrainte de traction axiale N/mm² 7.9 9.2 10.5 13.2 15.8 18.5 8.6 10.0 11.4 14.3 17.1 20.0 σt Contrainte de traction perpendiculaire N/mm² 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 σ’ Contrainte de compression axiale N/mm² 10.1 11.0 11.4 12.7 14.1 14.9 11.0 11.9 12.4 13.8 15.2 16.2 σ’t Contrainte de compression perpendiculaire N/mm² 3.5 3.7 3.9 4.3 4.6 4.9 3.8 4.0 4.2 4.6 5.0 6.4 τ Contrainte de Cisaillement N/mm² 1.3 1.5 1.7 2.0 2.3 2.6 1.4 1.6 1.8 2.2 2.5 2.9 Ef Module axiale kN/mm² 9.0 9.5 10.0 12.5 15.0 18.0 10.0 10.0 11.0 14.0 17.0 20.0 EG Module de cisaillement kN/mm² 0.55 0.60 0.65 0.80 0.95 1.10 0.60 0.65 0.70 0.88 1.06 1.25 ρm Masse volumique moyenne kg/m³ 640 670 700 780 840 1080 640 670 700 780 840 1080 Propriétés caractéristiques des bois massifs RESINEUX définies par NF EN 338, pour calculs avec EC5 : Symbole Désignation Unité C14 C16 C18 C22 C24 C27 C30 C35 C40 fm,k Contrainte de flexion N/mm² 14 16 18 22 24 27 30 35 40 ft,0,k Contrainte de traction axiale N/mm² 8 10 11 13 14 16 18 21 24 ft,90,k Contrainte de traction perpendiculaire N/mm² 0.4 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 fc,0,k Contrainte de compression axiale N/mm² 16 17 18 20 21 22 23 25 26 fc,90,k Contrainte de compression perpendiculaire N/mm² 2.0 2.2 2.2 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 fv,k Contrainte de Cisaillement N/mm² 1.7 1.8 2.0 2.4 2.5 2.8 3.0 3.4 3.8 E0,mean Module moyen axiale kN/mm² 7 8 9 10 11 11.5 12 13 14 E0,05 Module axiale au 5 ème pourcentile kN/mm² 4.7 5.4 6.0 6.7 7.4 7.7 8.0 8.7 9.4 E90,mean Module moyen transversal kN/mm² 0.23 0.27 0.30 0.33 0.37 0.38 0.40 0.43 0.47 Gmean Module de cisaillement kN/mm² 0.44 0.50 0.56 0.63 0.69 0.72 0.75 0.81 0.88 ρk Masse volumique caractéristique kg/m³ 290 310 320 340 350 370 380 400 420 ρmeam Masse volumique moyenne kg/m³ 350 370 380 410 420 450 460 480 500 Propriétés caractéristiques des bois massifs FEUILLUS définies par NF EN 338, pour calculs avec EC5 : Symbole Désignation Unité D30 D35 D40 D50 D60 D70 fm,k Contrainte de flexion N/mm² 30 35 40 50 60 70 ft,0,k Contrainte de traction axiale N/mm² 18 21 24 30 36 42 ft,90,k Contrainte de traction perpendiculaire N/mm² 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 fc,0,k Contrainte de compression axiale N/mm² 23 25 26 29 32 34 fc,90,k Contrainte de compression perpendiculaire N/mm² 8.0 8.4 8.8 9.7 10.5 13.5 fv,k Contrainte de Cisaillement N/mm² 3.0 3.4 3.8 4.6 5.3 6.0 E0,mean Module moyen axiale kN/mm² 10 10 11 14 17 20 E0,05 Module axiale au 5 ème pourcentile kN/mm² 8.0 8.7 9.4 11.8 14.3 16.8 E90,mean Module moyen transversal kN/mm² 0.64 0.69 0.75 0.93 1.13 1.33 Gmean Module de cisaillement kN/mm² 0.60 0.65 0.70 0.88 1.06 1.25 ρk Masse volumique caractéristique kg/m³ 530 560 590 650 700 900 ρmeam Masse volumique moyenne kg/m³ 640 670 700 780 840 1080 Sections courantes : Le tableau suivant indique les sections courantes et normalisées pour les bois résineux : Largeur (mm) Epaisseur (mm) 27 40 63 75 100 115 125 150 160 175 200 225 15 18 22 27 32 38 X X X 50 X X X X X X 63 X X X X 75 X X X X 100 X 115 125 150 200 225 X Sections standardisées norme européenne Sections standardisées BOIS DE STRUCTURE Bois massifs structuraux Bois & dérivés ctba © Juillet 2006 Page : 2 11.01 Classement d’aspect : Pour les principales essences de bois utilisées en France, il existe des classements d’aspects des bois en sortie de scierie (avivés, plots, etc). Ces classements se font en observant les défauts et les singularités du bois : • Nœuds : dimension, quantité, qualité, localisation • Entre écorce, Pente de fil • Poches de résine (résineux) • Discolorations, échauffures • Piqûres d’insectes • Flaches, Fentes • Déformations Ce classement ne donne d’indication pour utilisation des bois en structure. Euroclasses : La norme harmonisée NF EN uploads/Ingenierie_Lourd/ bois-massifs-structuraux-pdf.pdf