Guide de référence pour les immeubles de taille moyenne en Ontario
Le 23 septembre 2014, après de nombreuses années de recherche, de développement, de commentaires des parties prenantes et de discussions, le ministère des Affaires municipales et du Logement de l'Ontario a annoncé des modifications au Code du bâtiment de l'Ontario (CBO) de 2012 qui autorisent les constructions combustibles de 5 et 6 étages pour les usages des groupes C et D. Les modifications au CBO augmentent les possibilités pour les concepteurs et les constructeurs de créer de nouveaux bâtiments polyvalents et abordables. Les modifications tiennent compte des progrès réalisés dans le domaine des produits et des systèmes en bois, ainsi que des systèmes de détection, d'extinction et de confinement des incendies. La densification est prévue dans presque tous les plans de croissance municipaux de la province. Les immeubles mixtes de moyenne hauteur sont considérés comme une solution importante qui contribuera à créer une plus grande densité et à attirer les entreprises et les familles dans les centres urbains. Les anciennes restrictions imposées par le code sur les constructions combustibles faisaient des solutions non combustibles la seule option pour les immeubles de moyenne hauteur, et de nombreux projets potentiels ont été bloqués parce qu'ils étaient jugés trop coûteux. Les promoteurs disposent désormais d'une nouvelle option rentable pour proposer des solutions pour les immeubles de moyenne hauteur. Les décisions relatives à la manière dont nous construisons nos communautés et à l'endroit où nous le faisons ont des répercussions importantes sur l'environnement naturel et sur la santé humaine. Le bois est un matériau naturel et durable, et la transformation de la matière première en matériaux de construction a un impact environnemental moindre par rapport à d'autres éléments de construction importants. L'utilisation de matériaux et d'éléments durables réduit l'impact négatif de nos bâtiments sur l'environnement et contribue à atténuer le changement climatique. Les modifications apportées au Code du bâtiment de l'Ontario ont créé de nouvelles possibilités intéressantes, mais il y a aussi de nouveaux défis à relever en matière de conception et de construction. Ontario Wood WORKS ! a élaboré ce guide pour expliquer les nouvelles dispositions du Code du bâtiment de l'Ontario et pour discuter des possibilités et des défis.
Exemple de conception d'un diaphragme en bois sur des murs de cisaillement en CMU armé
Ce document est un exemple de conception de diaphragme en bois sur des murs de cisaillement en blocs de béton armés. Il utilise comme exemple un gymnase scolaire situé à Surrey, en Colombie-Britannique. Les dimensions du plan sont de 20 m x 30 m, avec une hauteur totale du bâtiment de 7 m. Les murs sont en blocs de béton armés de 190 mm, et le diaphragme de toiture se compose de panneaux de contreplaqué et de membrures de charpente en épicéa (SPF). Le plan de la toiture est présenté à la Figure 1. Le site est de classe sismique « C ». Les données relatives au vent, à la neige et aux séismes spécifiques à l'emplacement du projet sont tirées de la dernière version du Code national du bâtiment (2010). La charge morte de la toiture est supposée être de 0,9 kPa et le poids des murs est de 2,89 kPa. Le poids des éléments non structurels, y compris l'équipement mécanique, n'a pas été inclus dans cet exemple pour simplifier.
Exemple de conception d'un diaphragme en bois à l'aide de la méthode de l'enveloppe
Ce document est un exemple de conception de diaphragme en bois utilisant la méthode de l'enveloppe. Il utilise comme exemple un bâtiment commercial typique à un étage situé à Vancouver, en Colombie-Britannique. Les dimensions du plan sont de 30,5 m x 12,2 m (100’ x 40’), avec une hauteur de bâtiment de 5 m. Les murs sont des murs de contreventement à base de bois, avec un diaphragme de toit en bois et un portique rigide en acier au niveau de la vitrine. Le plan du toit est montré à la Figure 1. Le site est de Classe sismique « C ». Les valeurs sismiques, de vent et de neige spécifiques à l'emplacement du projet sont tirées de la version actuelle du Code du bâtiment de la Colombie-Britannique (2012). La charge morte du toit est supposée être de 1,0 kPa et le poids des murs est de 0,5 kPa. Le poids des éléments non structurels, y compris l'équipement mécanique et la façade vitrine, n'a pas été inclus dans cet exemple par souci de simplicité.
Flexibilité du diaphragme
Les diaphragmes sont essentiels pour transférer les forces latérales dans le plan des diaphragmes aux murs de cisaillement situés en dessous. Comme la répartition des forces latérales sur les murs de refend dépend de la rigidité/flexibilité relative du diaphragme par rapport aux murs de refend, il est essentiel de connaître la rigidité du diaphragme et des murs de refend, afin de pouvoir déterminer la force latérale appropriée appliquée sur les murs de refend. Lors de la conception, les diaphragmes peuvent être considérés comme flexibles, rigides ou semi-rigides. Pour un diaphragme désigné comme flexible, on peut supposer que les forces dans le plan sont réparties sur les murs de cisaillement en fonction des zones tributaires associées à chaque mur de cisaillement. Pour un diaphragme désigné comme rigide, les charges sont supposées être réparties en fonction de la rigidité relative des murs de refend, en tenant compte de l'effort de cisaillement supplémentaire dû à la torsion pour la conception sismique. En réalité, le diaphragme n'est ni purement flexible ni complètement rigide, et il est plus réaliste de le considérer comme semi-rigide. Dans ce cas, l'analyse informatique utilisant des éléments de plaque ou d'entretoise diagonale peut être utilisée et les propriétés de déflexion de la charge du diaphragme aboutiront à une distribution des forces se situant quelque part entre les modèles flexibles et rigides. Cependant, l'approche de l'enveloppe qui prend les forces les plus élevées des hypothèses rigides et flexibles peut être utilisée comme une estimation prudente au lieu de l'analyse informatique.
Approche mécanique pour la détermination de la déflexion des murs de cisaillement à plusieurs étages en bois empilés
L'édition 2009 de la norme CSA O86, Conception technique en bois (CSA 2009), fournit une équation pour déterminer la déflexion des murs de cisaillement. Il est important de noter que cette équation ne fonctionne que pour un mur de cisaillement à un seul étage avec une charge appliquée en haut du mur. Bien que l'équation tienne compte des déformations dues au cisaillement et à la flexion du mur de cisaillement, elle ne tient pas compte du moment au sommet du mur ni de l'effet cumulé dû à la rotation à la base du mur, ce qui serait attendu dans une structure à plusieurs étages. Dans cette fiche technique, une méthode basée sur la mécanique pour calculer la déflexion d'un mur de cisaillement en bois à plusieurs étages est présentée.
Conception de murs de cisaillement en bois empilés à plusieurs étages à l'aide d'une approche basée sur la mécanique
Ce document est un exemple de conception de murs de cisaillement en bois empilés sur plusieurs étages utilisant une approche basée sur la mécanique. Il présente un plan d'étage et une élévation ainsi que les emplacements préliminaires des murs de cisaillement pour un bâtiment en bois de six étages. On suppose que des calculs préliminaires ont été effectués pour déterminer la longueur approximative du mur requise pour résister aux charges sismiques latérales.
Analyse dynamique linéaire des murs de cisaillement et des structures de podium en bois
Le Code national du bâtiment du Canada limitant la hauteur des constructions combustibles à quatre étages, il était rare que les concepteurs effectuent une analyse détaillée pour déterminer la rigidité des murs de refend, la répartition des forces, les déviations et les dérives entre les étages. Ce n'est que dans de rares situations que l'on pouvait choisir de vérifier les déformations du bâtiment. Avec la récente modification des hauteurs autorisées pour les bâtiments combustibles, qui sont passées de quatre à six étages en vertu d'un amendement au Code du bâtiment de la Colombie-Britannique de 2006, il est devenu encore plus important que les concepteurs envisagent des méthodes plus sophistiquées pour l'analyse et la conception des murs de cisaillement à base de bois. À mesure que les limites de hauteur augmentent, les ingénieurs doivent également se préoccuper davantage des hypothèses formulées pour déterminer la rigidité relative des murs, la répartition des forces, les déviations et les dérives entre les étages, afin de s'assurer qu'un bâtiment est correctement détaillé pour répondre aux objectifs minimaux du code. Bien que l'utilisation de l'ADL ne soit pas une pratique courante, l'analyse plus rigoureuse, telle que démontrée dans le bulletin de l'APEGBC sur les projets de bâtiments résidentiels à ossature en bois de 5 et 6 étages (APEGBC 2011), pourrait être considérée comme l'étape suivante qui permet d'effectuer une ADL. Cette fiche d'information fournit une méthode pour aider les concepteurs qui voudraient envisager un LDA pour analyser les structures à ossature en bois. Il est important de noter que si la méthode LDA peut fournir des informations utiles et rationaliser la conception des structures à ossature en bois, elle n'est généralement pas nécessaire. Toutefois, les concepteurs peuvent envisager d'utiliser la méthode LDA pour les raisons suivantes : Prendre en compte l'effet d'une participation à un mode plus élevé sur les distributions de force et les déflexions. Mieux déterminer les déformations du bâtiment et les dérives des planchers. Permettre une modélisation tridimensionnelle. Réduire l'effet de torsion minimum du code requis dans le cadre de la conception statique équivalente. Mieux prendre en compte l'effet des structures de podium (changements verticaux dans RdRo). Comparer la rigidité des différents systèmes de murs de cisaillement lorsque des systèmes mixtes sont utilisés.
Installation d'administration et de formation (Alberta Boilers Safety Association)
La nouvelle installation de l'ABSA est située dans le parc de recherche d'Edmonton (figure 1), rejoignant 35 autres entreprises et agences technologiques. Pour accueillir le personnel et l'augmentation du trafic des visiteurs, la nouvelle installation de l'ABSA dispose de 51 places de stationnement sur le site et de 49 autres dans le parc de stationnement sous le bâtiment. Achevé en mai 2006, l'installation de l'ABSA utilise des poutres et des colonnes en bois lamellé-collé pour atteindre les objectifs de conception du comité du bâtiment en matière d'esthétique, d'éclairage, d'énergie et d'environnement.
Collège Algonquin Campus de Perth
Le Collège Algonquin est un important fournisseur d'enseignement postsecondaire dans l'est de l'Ontario, avec des campus à Ottawa, Perth et Pembroke. Le campus de Perth est situé dans la ville de Perth, à environ 65 km à l'ouest d'Ottawa. Conformément à l'implication historique de Perth dans le site du patrimoine mondial du canal Rideau, le domaine d'excellence du campus de Perth est la formation à la préservation du patrimoine, qui attire des étudiants de la communauté locale et du monde entier. En 2009, la planification d'un nouveau bâtiment capable d'accueillir plus d'étudiants a commencé. Pendant la construction du nouveau bâtiment, composé de la salle académique et de l'aile de construction (figure 1), les cours se sont poursuivis dans un ancien bâtiment qui a été démoli par la suite. Une nouvelle aire de construction extérieure est située sur l'empreinte de l'ancien bâtiment. Le nouveau bâtiment a été prêt pour les cours en septembre 2011, un an après le début de la construction. La ville de Perth a une histoire riche, qui se reflète dans les moulins et les usines du XIXe siècle situés le long de la rivière Tay, dans les devantures de magasins victoriens et dans les grands bâtiments centenaires à ossature en bois. Le bâtiment du campus de Perth du Collège Algonquin a cherché à se fondre dans ce tissu en utilisant des formes traditionnelles, des matériaux d'origine locale et une construction à ossature en bois.
Écoles de la Colombie-Britannique (Crawford Bay Elementary-Secondary et Richmond Christian)
Crawford Bay est une petite communauté isolée située sur la rive est du lac Kootenay, dans l'intérieur sud de la Colombie-Britannique. Cette communauté d'environ 500 personnes est l'une des nombreuses communautés de ce type connues collectivement sous le nom de communautés de la côte est. Historiquement, la région a été fortement tributaire de l'exploitation forestière pour l'emploi mais, depuis les années 1960 au moins, elle a également accueilli des écologistes de base et, plus récemment, des exurbains très instruits qui font partie d'un mouvement de "retour à la terre". Il existe également une forte communauté d'artisans possédant un large éventail de compétences dans les domaines de la sculpture, du tissage, de la ferronnerie et d'autres arts. Le village de Crawford Bay abrite une école à classe unique depuis 1946, et la nécessité de remplacer cette installation vieillissante est à l'origine de ce projet. Une étude de faisabilité a rapidement déterminé que la réhabilitation et l'agrandissement du bâtiment existant n'étaient pas rentables, et que le site existant ne pouvait pas non plus accueillir une nouvelle structure et les installations auxiliaires nécessaires, telles que des terrains de jeu et des aires de stationnement. Un nouveau site a donc été choisi et la conception de la nouvelle école a débuté en 2004.
Centre de ressources communautaires
Le Centre communautaire de ressources et l'école élémentaire de Greenfield sont situés dans une petite communauté forestière isolée de Nouvelle-Écosse où 16,1 % d'emplois sont fournis par le secteur forestier. Cette communauté d'exploitation forestière est fière de son patrimoine local. En effet, en 1987, elle a été surnommée la « Capitale forestière du Canada » et maintient à ce jour une politique « Construire d'abord avec du bois » pour les nouvelles constructions. Le Centre de ressources, évalué à 1,3 million de dollars canadiens $, a été construit par un groupe communautaire à but non lucratif pour remplacer un bâtiment insuffisant et obsolète qui avait plus de 60 ans.
Grizzly Paw Brewing Company
En 1996, la Grizzly Paw Brewing Company a ouvert un restaurant-brasserie à Canmore, en Alberta, aux portes du parc national de Banff. Depuis, l'entreprise a atteint le statut de microbrasserie, et son succès et sa croissance ont fait naître le besoin d'un bâtiment de brasserie pour répondre aux besoins actuels et futurs de fourniture de bière et de boissons gazeuses à Canmore, Banff, Calgary et d'autres communautés de l'Alberta. L'objectif de la nouvelle brasserie est d'augmenter la capacité de la brasserie existante d'un facteur de 8 à 10 afin de répondre à la demande croissante pour les marques Grizzly Paw. Le nouveau bâtiment disposera également d'un espace d'accueil adapté aux visites et aux réceptions, une fois que l'installation de brassage fonctionnera correctement. Le bâtiment est situé sur un site d'un hectare dans une zone commerciale aux portes de Canmore (figure 1). La brasserie a été initialement conçue pour être un bâtiment en acier, mais les estimations préliminaires des coûts ont dépassé le budget. Un autre projet conceptuel a été élaboré sur la base d'une construction en bois lourde et exposée. Le bâtiment en bois qui en a résulté a permis de relever tous les défis de la science du bâtiment, d'économiser de l'argent et de mieux répondre au motif architectural des montagnes Rocheuses de Canmore. Il offre un aspect agréable qui attirera une publicité supplémentaire et sera très propice aux visites guidées de la brasserie.
