Conception structurale

Bois conception structurelle

Le bois peut être utilisé dans plusieurs formes structurales populaires, allant de petites structures légères à répétition aux systèmes d’ossature plus lourds employés dans les projets commerciaux comme les arénas ou les installations d’entreposage.

Les charges permanentes du bois sont de plus petites composantes du facteur de la charge globale, car le bois possède un rapport résistance-poids plus élevé que les matériaux lourds. De façon générale, il est préférable d’utiliser le type de construction la plus légère et la moins complexe possible pour une portée donnée qui est capable de soutenir la charge de calcul. Une table munie de portées ordinaires est présentée ci-dessous dans le but d’aider le concepteur à sélectionner un système structurel approprié.

table

 Facteurs de conception

Le bois est un matériau d’origine naturelle et renouvelable, dont les propriétés sont
influencées selon l’espèce, les caractéristiques de croissance naturelle et la teneur en humidité, lesquelles contribuent à la variabilité de ses propriétés structurelles. En raison de sa structure cellulaire, le bois comprend diverses propriétés de résistance dans les différentes directions du grain; c’est pourquoi il est classé en tant que matériau anisotropique.

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Les normes concernant le bois établissent des coefficients de résistance pour divers produits et assemblages. On peut trouver des liens relatifs à certaines de ces valeurs dans la catégorie Produits du bois.

Comme tous les matériaux de construction, le bois possède des propriétés uniques de conception. En comprenant la nature de ces propriétés, les concepteurs sont capables de maximiser les attributs positifs des matériaux et tenir compte des autres effets. Les propriétés uniques pouvant affecter la conception du bois sont les suivantes :

  • Hygroscopicité – La capacité du bois à absorber l’humidité. Ce qui peut affecter la stabilité dimensionnelle et la résistance.figure5.4

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  • Effets de la durée d’application de la charge – Le bois a une grande capacité à transporter des charges à court terme comparativement aux charges prolongées, et peut améliorer sa tenue dans des zones sismiques et de vents forts.
  • Effets des systèmes – Les systèmes en bois ont la capacité de distribuer et de se partager la charge et augmentent l’efficacité des systèmes de charpentes.
  • Effets de dimension – La recherche a démontré que les petits éléments de bois sont plus résistants individuellement que les plus grands.

 

On peut trouver de plus amples renseignements sur la conception du bois et ses propriétés dans la section Introduction à la conception du bois.

Normes de conception structurelle

La norme CSA O86-09 Engineered Design in Wood (Bois d’ingénierie) constitue la norme de conception structurelle citée en référence au Canada. Cette norme volontaire consensuelle est citée en référence dans la Section 4 du Code du bâtiment national et provincial et est formulée au format de calcul aux états limites (LSD). Elle fournit des équations liées à la résistance et des coefficients de résistance spécifiques pour le bois débité, les panneaux, les éléments mixtes, tels que les panneaux à revêtement travaillant, les murs de refend et diaphragmes, les fixations, les pôles et les piles et les produits de bois structuraux exclusifs, notamment les solives de bois en I.

Le Manuel de calcul des charpentes en bois complet du Conseil canadien du bois comprend des exemples de conception d’éléments et de fixations, des tableaux et de la documentation de référence, ainsi qu’une copie de la norme CSA O86.

Les concepteurs américains peuvent utiliser soit un format de calcul des contraintes admissibles, soit une approche relative au calcul du coefficient de résistance. La norme de conception adoptée pour fin de référence est le National Design Specification (NDS) for Wood construction ANSI/AF&PA. Pour de plus amples renseignements sur cette norme et sur des publications concernant le bois, consultez le American Wood Council (AWC).

Outils supplémentaires

  • Le site WoodWorks software (versions canadienne et américaine disponibles, comprend : calibreuses, murs de refend, assemblages, bases de données modifiables, NDS et SDPWS (pdf, version américaine) ou CSA O86 (pdf, Canada).
  • Le livre des portées (Canada)