CONSTRUCTION BOIS AU CB71NOTES DE COURS CHAPITRE 1 : PROPRIETES PHYSIQUES ET MECANIQUES DU BOIS CHAPITRE 2 : CALCUL DES STRUCTURES AU CB71 CHAPITRE 3 : CALCUL DES ASSEMBLAGES AU CB71 CHAPITRE 4 : LE LAMELLE COLLE ANNEXES PROPRIETES PHYSIQUES ET MECANIQUES DU BOIS 1 Bois et environnement 1.1 Le bois, un matériau biologique Le bois est un tissu végétal qui assure le rôle de conduction de la sève brute des racines jusqu’aux feuilles et le rôle de soutien mécanique de la plante. Les végétaux sont autotrophes : ils sont capables de fabriquer leur propre nourriture à partir de composés minéraux puisés dans le sol ou prélevés dans l’atmosphère. La réaction de photosynthèse permet à la plante de produire, à partir du gaz carbonique atmosphérique et de l’eau puisée dans le sol et grâce à l’énergie solaire, les sucres nécessaires à son métabolisme et notamment à la fabrication du bois. La réaction de photosynthèse produit de l’oxygène gazeux. La fabrication et le recyclage du bois s’inscrivent dans le cycle naturel du carbone. 1.2 Le bois, le cycle du carbone, l’effet de serre Aujourd’hui, on note des bouleversements rapides du cycle du carbone : l’utilisation des combustibles fossiles et la déforestation ont pour conséquence une augmentation du taux de gaz carbonique atmosphérique qui était de 280 ppm avant la révolution industrielle, en 1750, et atteint en 2000 plus de 360 ppm. Le gaz carbonique est le principal responsable de l’accentuation de l’effet de serre. Dans l’avenir, le choix des matériaux et des technologies ne pourra plus se faire sans une prise en compte des impacts sur l’environnement. L’émission de gaz carbonique généré au cours du cycle de vie d’un produit sera un critère important. La fabrication du bois ne génère pas de gaz carbonique, elle en consomme . Le bois est un matériau de qualité qui se fabrique et se recycle naturellement sur Terre depuis des centaines de millions d’années. Il est donc amené à jouer un rôle primordial dans l’industrie future, notamment dans le domaine de la construction. Le bois est composé d’environ 50 % de carbone, 43 % d’oxygène, 6 % d’hydrogène et 1 % d’azote. Tout le carbone contenu dans le bois provient du CO2 atmosphérique utilisé par l’arbre par photosynthèse. Construire en bois, c’est stocker du carbone. Un mètre cube de bois mis en œuvre (700 kg), c’est 350 kg de carbone en moins dans l’atmosphère ou encore plus de 1 200 kg de CO2 . L’utilisation du bois permet ainsi de retarder le moment où le carbone fixé par photosynthèse sera rejeté par décomposition ou combustion. Elle répond à la nécessité actuelle de réagir rapidement, étant donné la longue durée de séjour du gaz carbonique dans l’atmosphère (50 à 200 ans). D’autre part utiliser de préférence du bois, c’est utiliser moins de matières plastiques, moins de métaux, moins de béton, matériaux non renouvelables dont la fabrication dégage du CO2 . Le tableau 1 positionne le bois dans cette approche environnementale. Tableau 1 - Effet environnemental des matériaux de construction Procédé de fabrication et mise en œuvre Matériau Masse volumique Dégagement de CO2 (kg/m3 ) Acier Béton Ciment Bois feuillus 7 200 2 300 1 600 700 5 000 375 2 500 Prise en compte des procédés industriels ≈ 200 (kg/m3 ) 0 0 0 1 000 (1) Fixation de CO2 (kg/m3 ) (1) Le bois est constitué de C = 50 %, O = 43 %, H = 6 %, N = 1 % : 700 kg de bois contiennent 350 kg de C ; 1 mole de C = 12 g ; 1 mole de O2 = 32 g ⇒ 1 mole de CO2 = 44 g ; ⇒ pour 350 kg de C : (350/12) × 44 = 1283 kg de CO2 arrondi à 1 tonne de CO2 par m3 de bois utilisé . 1.3 Le bois, un matériau à faible coût énergétique La fabrication et l’exploitation du matériau bois, loin d’être polluantes, permettent le stockage du carbone et l’entretien des massifs forestiers. Par ailleurs, le bois, comme toutes les matières organiques naturelles, est biodégradable. Quelle que soit l’essence considérée, le bois sera à plus ou moins long terme réintégré dans le cycle naturel du carbone. C’est là un avantage incontestable du matériau. Pour augmenter la durabilité du bois, on peut avoir recours à des produits de préservation mais, avant tout, il faut essayer de placer le bois en dehors des conditions de biodégradabilité, grâce à des précautions architecturales, le choix d’essences appropriées, l’utilisation de produits de préservation naturels (sel de bore) et une conception e réfléchie. L’une des plus anciennes constructions en bois n’est autre que le sanctuaire bouddhiste Horyu-ji du VII siècle situé près de Nara au Japon. Au-delà des avantages évidents du bois, il en existe d’autres mis en évidence grâce aux écobilans comparés, appelés également analyse des cycles de vie (LCA : Life Cycle Assessment ou Life Cycle Analysis ). Ceux-ci prennent généralement en compte l’impact environnemental des étapes suivantes de la vie d’un produit : élaboration et extraction des matériaux bruts, transformation, transport, installation, performances à l’usage, élimination (déconstruction, recyclage).Le bois apparaît nettement comme le choix « écologiquement responsable ». Le bois permet donc de stocker une partie du carbone qui a été rejeté par l’activité industrielle passée mais également de participer à la réduction des émissions de gaz carbonique en tant qu’alternative aux matériaux non renouvelables qui induisent des coûts énergétiques que notre planète ne peut que difficilement supporter. 2 Equilibre hygroscopique Comme schématisé ci-dessous, la structure cannelée du bois permet une circulation d’eau : Exemple d’un plan ligneux de résineux (pin sylvestre) Structure du tronc dans l’arbre. Exemple du chêne, essence à aubier différencié Le bois est un matériau hygroscopique : il peut fixer ou libérer des molécules d’eau gazeuse en fonction du degré d’hygrométrie de l’air dans lequel il se trouve. La fixation de l’eau se fait sur les groupements chimiques hydroxyles (composés d’un atome hydrogène et d’un atome d’oxygène) qui ont une grande affinité pour l’eau avec laquelle ils établissent des liaisons faibles : les liaisons hydrogène. La cellulose et les hémicelluloses comportent de nombreux groupements hydroxyles et ont donc de bonnes capacités d’adsorption. Des liaisons hydrogène existent aussi entre les différentes molécules, cellulose et hémicelluloses. Lorsque l’eau vient se fixer sur les chaînes de cellulose, celles-ci sont éloignées les unes des autres. C’est ce qui produit le gonflement du bois, observé lorsque l’humidité de l’air augmente. L’adsorption d’eau augmente la largeur des microfibrilles mais pas leur longueur. Par convention et pour une plus grande facilité de mesure, la quantité d’eau présente dans le bois est exprimée o comme un pourcentage de la masse anhydre (après séchage à 103 C jusqu’à obtention d’une masse constante). Elle s’exprime par: avec MH M0 masse (ou poids) à l’humidité H masse anhydre H (%) taux d’humidité du bois. Toutes les propriétés physiques et mécaniques du bois sont affectées par l’humidité. le bois se stabilise à une humidité d’équilibre. Lorsque le bois ne contient plus que de l’eau liée. Pour évaporer l’eau libre. toute l’eau libre est évaporée).Au moment de l’abattage. il faut fournir une énergie additionnelle ou énergie de sorption pour rompre les liaisons avec les constituants chimiques du bois. dite équilibre hygroscopique.Qualifications normalisées des bois en fonction du taux d’humidité (NF B51-002) Taux d’humidité Au-delà du point de saturation des fibres (30 %) De 30 à 23 % De 22 à 18 % De 17 à 13 % En dessous de 13 % 0% Bois vert Bois mi-sec Commercialement sec Bois sec à l’air Desséché Anhydre Qualification 2 Aspect réglementaire – définition des classes d’humidité 2. lumens des fibres. qui est indépendante de l’essence. L’eau dans le bois est présente sous deux formes : l’eau « libre » retenue dans les vides.1 Courbes d’équilibre hygroscopique En fonction de la température et surtout de l’humidité de l’air ambiant. Pour évaporer l’eau liée. le taux d’humidité du bois peut varier entre 40 et plus de 200 % (dans certains peupliers par exemple). Ce point de saturation des fibres est de l’ordre de 30 % pour pratiquement toutes les essences. Les qualifications commerciales normalisées des bois en fonction du taux d’humidité sont données ci après : Tableau 2 . il suffit de fournir la chaleur latente d’évaporation normale. Sous les climats tempérés (France) l’équilibre hygroscopique du bois varie d’environ 13 % en été à 19% en hiver. il a atteint « le point de saturation des fibres » (les parois cellulaires sont saturées en eau. trachéides et vaisseaux. Un exemple est donné ci après concernant le module d’élasticité longitudinal . et l’eau « liée » présente dans les parois cellulaires. 00 17.2 Eurocode 5 3 classes d’humidité sont définies aux Eurocodes (EC5 2. la densité d’un bois sera toujours précisée pour un degré d’humidité donné La densité du bois est donc très variable selon les espèces : de 0.5 0.5 1. Par exemple (3-13). Le bois contient toujours de l’eau (eau libre et eau liée). Classe 1 : Hair ne dépassant 65% (à 20 ± 2° C)que quelques semaines par an (H ≈ 12% dans les résineux).R 2. La plupart des propriétés mécaniques et technologiques en dépendent directement.5 1. Classe 2 : Hair ne dépassant 80% (à 20 ± 2° C)que quelques semaines par an (H ≈ 18% dans les résineux).80 22.90 20 0. Du choix d’une classe d’humidité découle les valeurs caractéristiques de résistances et le calcul des déformations.10 15 1.1 à plus de 1. La densité vraie de la matière ligneuse dépend assez peu de l’essence considérée.2 CB71 Les contraintes admissibles sont définies pour H = 15%.1 Masse volumique . Les valeurs des résistances caractéristiques sont affectées d’un coefficient en fonction de la classe d’humidité. en compression axiale : H% k 7.2. Par exemple : Si σcompression (classe 3) = R alors σcompression (classe 1 ou 2) = 1. Classe 3 : conditions d’humidité plus élevées.40 3 Caractéristiques physiques 3.20 12.70 25 0. Elle est toujours voisine de 1. et à l’intérieur d’une même essence.5.53.60 30 0.4).5 0.30 10 1.Influence du taux d’humidité du bois sur son module d’élasticité longitudinal 2.densité La densité d’un bois est un paramètre très important. Il conviendra de pondérer ces contraintes par des coefficients correcteurs en fonction de H et du type de sollicitation. . L’échelle de dureté est exprimée selon la norme NF B 51-013.dilatation L’ensemble des caractéristiques et propriétés physico-mécaniques du bois résulte de cette structure de matériau composite alvéolaire multicouche.Coefficient de dilatation thermique et conductivité thermique Coefficient de dilatation thermique [µm/(m · o C)] Béton armé 12 Conductivité thermique Matériau [W/(m · o C)] 1. De manière générale toutes les propriétés mécaniques du bois sont bien corrélées avec la densité. Ces trois plans sont illustrés sur la figure ci après. tangent aux cernes de croissance (débit sur dosse). le plan tangentiel. perpendiculaire à l’axe de l’arbre (bois de bout) . Cette structure confère au matériau un caractère anisotrope et hétérogène.Effet de la densité sur les propriétés mécaniques sur l’ensemble des essences Effet de la densité sur les propriétés mécaniques à l’intérieur d’une même essence Le Tableau 3 illustre ces résultats sur les caractéristiques de dureté de surface des bois. La dilatation thermique du bois dans les ouvrages est très faible et n’est prise en considération que dans des cas exceptionnels. 3. parallèle à l’axe et passant par le centre structurel de l’arbre (débit sur quartier) . le plan radial. Le tableau 4 rassemble les valeurs de coefficients de dilatation thermique et de conductivité thermique de quelques matériaux ce qui permet une comparaison avec le bois. les observations doivent se faire selon trois plans parfaitement définis : le plan transversal. Tableau 4 . 3.3 Dilatation et conductivité thermique Le coefficient de dilatation thermique linéique α t caractérise l’augmentation relative de longueur d’un élément o pour un échauffement de 1 C. Dans l’étude ou la reconnaissance d’un bois.2 Anisotropie .5 . 3 0.25 Bois Chêne (d = 0.2 0.K (balsa) 4.Acier Laine minérale 12 50 0.15 W/m.k 14 8 18 (8) 11 (5) 24 (10. le bois contient beaucoup d’air lui assurant une faible conductivité thermique.Caractéristiques mécaniques pour le calcul de structures bois à l’EC5.compression La structure tubulaire orientée du composite bois explique la différence de comportement traction/compression pour une sollicitation dans la direction longitudinale. Valeurs pour H = 12 % Classes de résistance NF EN 338 (extraits) Notation EC5 C14 C18 C24 C30 C40 Contraintes caractéristiques (Contraintes admissibles) (MPa) Flexion Traction axiale (Longitudinale) fm.1 Paramètres d’influence Les paramètres influençant les résistances mécaniques sont : La sollicitation (traction / compression / flexion / cisaillement) L’essence et la qualité du bois H La direction de la sollicitaion par rapport aux fibres 4. Il est à noter que.45) Panneaux de fibres de bois isolant 3à6 3à6 0.045 Compte tenu de sa porosité.23 W/m. La figure suivante montre le caractère fragile du matériau en traction et son caractère ductile en compression.0.K (chêne) λ = 0.035 H = 12 % H = 35 % 0. Pour exemple (à H = 15% ) : λ = 0. Caractéristiques mécaniques 4.K (sapin) λ = 0.2) 18 (9) 40 24 .34 0. E traction = E compression Tableau 5 . En compression les éléments tubulaires sont soumis à du microflambement expliquant les différences de résistance traction/compression.k f t .011 en fonction de l’essence du bois et de la sollicitation. dans le cas de la compression comme de la traction.02 W/m.5) 14 (6) 30 (13.65) Épicéa (d = 0.2 Comportement en traction . ce qui en fait un isolant naturel. le module d’élasticité est le même et est donné en R4. 7 0.σ (type.5 (1. σ ≤ k ( H ).5) 3 (1.moyen Module perpendiculaire (R ou T) Module de cisaillement E 90.sollicitation. contrainte à pondérer en fonction de l’humidité du bois et de la direction principale de la sollicitation.Traction perpendiculaire (Radiale ou Tangentielle) Compression axiale Compression perpendiculaire Cisaillement f t .4 16 2 1. 4.46 Le tableau 6 donne.3 Aspect règlementaire Selon l’EC5.k f c .1) 2 (0.6 (0.3) 2.13) 18 (8.essence ) Les vérifications se faisant aux contraintes admissibles.962 du CB71 en fonction de la destination de l’ouvrage.5 (0.2) 23 (10.7 (2.05 Module axial (L) E 0.85 et 4. Les flèches admissibles sont données au chapitre 4.5 (2.0.9) 0. Le principe de calcul des déformations est développé ci après : .et.1) 0.96).90. Dans le cas de cette dernière sollicitation.5) 2. les valeurs des résistances à la rupture des essences les plus courantes en compression et en traction.k ( direction ).k f c .5 (0.8 Module de déformation au fractile de 5 % (Module moyen) (MPa) E 0.k f ν .k 0. le flambement est à prendre en compte.2 (2. il est conseillé d’effectuer le dimensionnement de l’ouvrage à la déformation (4.90.6 26 2.3) 0.moyen Gmoyen (9 000) (300) (560) (11 000) (370) (680) (12 000) (400) (750) 4 700 6 000 7 400 8 000 9 400 Densité moyenne dmoyen 0.42 0.de. la contrainte admissible est calculée selon le principe suivant : f hd = k mod f hk γm où kmod est un facteur de modification prenant en compte la durée d’application de la charge (parallèle avec θ de fbu en béton armé) et γm un coefficient de sécurité partiel lié au matériau. à titre indicatif. Il est à noter que la déformation due au fluage n’est prise en compte qu’à la flexion et est négligée en traction – compression .5) 2.38 0. Le CB71 donne les contraintes admissibles en fonction de la sollicitation.9 3.2) 21 (9) 2. pour les parties d’ouvrage en console avec circulation. r∞ = M I ∞ .p∞ Le coefficient de fluage θ est calculé en fonction de : σ σ f = contrainte admissible en flexion. h 2 = contrainte sous les charges de longue durée. avec M∞ = moment sous les charges p∞.962 nous donne les flèches admissibles suivantes : l 150 l 200 l 300 l 400 pour les parties d’ouvrage en console sans circulation (auvents). ∆H = différence entre le maximum et le minimum des humidités dans le bois entre la mise en œuvre et la stabilisation des déformations. pour les pièces de couverture (sauf pannes). Si σ σ r∞ ≤ σ 5 f alors θ = 1 Si f 5 ≤ σ r∞ ≤ σ f H + ∆H σf σ r∞ − 5 12 alors θ = 1 + × ∆H − 5 σf 1+ 20 Le paragraphe 4. les supports d’éléments en verre. les pannes. H = humidité du bois lors de sa mise en œuvre.962 du CB71 Remarque : Ce calcul est équivalent au calcul de la flèche totale en utilisant les données suivantes : • • E = Ei Charge totale p = pi + θ. pour les éléments fléchis supportant des éléments de remplissage.Actions de courte durée pi Actions de longue durée p∞ Flèche fi calculée avec le module conventionnel Ei Flèche f∞ calculée avec le module différé E∞=Ei/θ Où θ est le coefficient amplificateur de fluage Flèche totale f = fi + f∞ ≤ flèche admissible donnée en 4. les poteaux. . les éléments fléchis ne supportant pas d’éléments de remplissage. ) et des altérations biologiques (attaque par les champignons). de flaches. etc.1 Classement En fonctions des défauts (présences de nœuds. suivant la NF B 52-001 en trois classes (ST-I pour la meilleure à ST-III) ayant des correspondances dans l’EN 338 selon le tableau suivant : .5 Classement. dimensions et appellations commerciales 5. le bois est classé. Tableau 7 – Correspondances des classements NF B 52-001 et EN 338 La classe C18 convient bien aux charpentes traditionnelles. Tableau 7 . Pour les feuillus durs (chêne et hêtre principalement). Les tableaux ci après indiquent ces dimensions commerciales. La classe C30 convient mieux au lamellé-collé à hautes performances. On en retirera les propriétés mécaniques suivantes (pour une humidité de 12%) : Tableau 8 – Propriétés mécaniques suivant le classement 5. mais l’usage a consacré un certain nombre de sections. il n’existe pas de norme fixant les dimensions des sciages. La classe C24 convient bien aux charpentes industrielles (fermettes) et au lamellé-collé.Sections standardisées des résineux français (à 20 % d’humidité) Épaisseur (mm) 27 15 18 22 27 (1) 32 38 50 63 n n n n n n n n (1) Largeur (mm) 40 n n 63 75 n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n 100 115 125 150 160 175 200 225 .2 Dimensions et appellations commerciales Les dimensions des sciages sont définies dans des normes : EXP B 53-100 pour les résineux et les feuillus tendres (peuplier essentiellement). solivette (ou demi-bastaing) : avivé d’une épaisseur de 32 ou de 38 mm et d’une largeur de 150 à 200 mm . carrelet : avivé de section carrée ou sensiblement carrée. au-delà. de sections habituelles 50 × 150 mm. 63 × 160 ou 63 × 165 mm. mais dont le côté est compris entre 40 et 125 mm . mais d’épaisseur comprise entre 27 et 40 mm . 75 × 225 mm ou 100 × 225 mm . Les longueurs sont les suivantes : pour le sapin et l’épicéa : de 50 en 50 cm. de 1 à 12 m .75 100 115 125 150 200 225 n n n n n n n n n n n n n n Pour les bois de structure calibrés : 36 × 72/36 × 97/36 × 112/36 × 122/36 × 147/36 × 172/36 × 197/36 × 222. 20 % d’humidité) Par ailleurs. de 2. par graduation de 50 cm. (1) 25 mm est une autre dimension possible. 75 × 200 mm. bastaing : avivé dont le rapport des côtés de la section est compris entre 2 et 3. liteau : avivé d’épaisseur inférieure à 40 mm et de largeur inférieure à 50 mm . de côté compris entre 15 et 50 mm . 63 × 175 mm . il existe un certain nombre d’appellations commerciales pour désigner des sciages en fonction de leurs dimensions : • • • • • • • • • • volige : avivé (sciage à vives arêtes) dont le rapport des côtés de la section est égal ou supérieur à 4 et l’épaisseur égale à 12. madrier : de même. 18 ou 22 mm . . planche : de même. 15. pour les pins : de 30 en 30 cm. chevron : de même. frise : avivé d’épaisseur comprise entre 18 et 38 mm et de largeur comprise entre 40 et 125 mm .10 m à 3 m. mais de sections habituelles 75 × 115 mm. latte : avivé étroit (26 à 55 mm) et de faible épaisseur (5 à 12 mm). 9 du CB71. la justification se fait aux contraintes admissibles. On distinguera : • • • • G : actions dues à la charge permanente.3.de.25σ 3 Vérification 3.et.75σ = 1.5σ en compression en traction en flexion au cisaillement. P : actions dues aux surcharges d’exploitation. 2 Principe de justification Une fois la géométrie des structures définie par un calcul de déformation ou par des considérations architecturales. Les sollicitations sont le résultat d’un calcul de résistance des matériaux en prenant les plus défavorables des combinaisons d’actions suivantes : Combinaisons du 1 genre : S1 = G + 1.2 P S1’ = G + γp.sollicitation. = 2.P + Pc Où γp prend la valeur 0 ou 1 afin d’obtenir le cas de charge le plus défavorable. SI : actions sismiques.σ A où A est la section nette (déduction faite des trous) et k(α) un coefficient de réduction tenant compte de l’inclinaison de l’effort par rapport au fil du bois donné ci après : .essence ) Pour les combinaisons du second genre : σ ≤ k ( H ). en traction et compression transversale suivant le fil du bois.CALCUL DES STRUCTURES AU CB71 1 Actions et sollicitations Les actions sont définies au paragraphe 1. on vérifie : σ= N ≤ k (α ).σ (type.1 du CB71.σ e avec : où σ e est la limite élastique conventionnelle σ σ σ σ e e e e = 1. calculées selon le règlement NV (S et W). Ces combinaisons sont définies dans les règles simplifiées au chapitre 4.1 Traction (CB71 . Les sollicitations du 2 nd er genre sont données par la combinaison d’action suivante : S2’’ = G + P + SI. γp = 0 dans le cas de soulèvement et γp = 1 dans le cas de surpression. données dans la NF P 06 001 Pc : actions dues aux charges climatiques.25) En traction.k ( direction ). Pour simplifier.k ( direction ).5σ = 1. à savoir : Pour les combinaisons du 1 genre : er σ ≤ k ( H ). 10 70 0. Il est à noter que le CB 71 conseille de prendre le déversement en compte si le rapport hauteur sur largeur est supérieur à 5 (h/b >5) mais ne suggère aucune méthode de calcul.4 Compression transversale ou oblique (CB71 . 3.3.075 3.08 90 0.3 Compression axiale avec risque de flambement En compression axiale avec risque de flambement. 3.3.41 30 0.34 0.20 λ / 100.08 80 0. 3.06 0.5 ≤ λ ≤ 75 alors k(λ) = 1.243) En compression axiale sans risque de flambement.3.12 60 0.09 0.67 0. Si 75 ≤ λ alors k(λ) = 3100 / λ². 3.24 40 0.Tableau 1 – Coefficient de réduction en fonction de l’inclinaison des charges en traction axiale α (° ) CAT 1 CAT 2 0 1 1 10 0.5 alors k(λ) = 1 : pas de risque de flambement.2 Compression axiale sans risque de flambement (CB71 .16 50 0. on vérifie : σ= N ≤ k (α ).45 – 1.23) En flexion simple. en fonction de l’élancement λ : Si λ ≤ 37. On préfèrera des solutions technologiques telles l’utilisation d’entretoises qui diminuent la portée libre.5 Flexion simple (CB71 .6 Flexion déviée . Cet entretoisement peut être assuré par le solivage (photo page suivante).73 20 0. ≤σ k (λ ) Ab Où k(λ) est un coefficient de d’amplification de contrainte qui prend les valeurs suivantes.σ I 2 Où h est la hauteur de la section droite.243 du CB71. on vérifie : σ= 1 N . on vérifie : σ= M h . on vérifie : σ= N ≤σ Ab où Ab est la section brute sous réserve que la réduction de section due à la présence de boulons ou d’autres assemblages soit inférieure à 15%. I le moment quadratique de cette section et C(h) traduit l’influence de la hauteur.06 0.σ Ab où Ab est la section brute sous réserve que la réduction de section due à la présence de boulons ou d’autres assemblages soit inférieure à 15% et k(α) un coefficient de réduction tenant compte de l’inclinaison de l’effort par rapport au fil du bois donné dans le tableau 10 au paragraphe 3. ≤ C (h ).07 0.24) En compression axiale sans risque de flambement.05 0. Si 37.20 0.13 0. 5 alors k(λ) = 1. Si α > 5° 30’.45 – 1.7 Flexion composée 3.7. Si 37. σ c + c σ σ σ f f ≤1 où k(λ) est le coefficient de d’amplification de contrainte qui prend les valeurs suivantes. on majore les charges par le biais d’un coefficient c : c = cosα + (h/b).2 Flexion + compression On doit vérifier : k (λ ). sinα et on se ramène à un calcul en flexion simple α P2 p 3.1 Flexion + traction On doit vérifier : σ +σ σ σ t t f f ≤1 3. en fonction de l’élancement λ : Si λ ≤ 37.20 λ / 100.p1 Si α ≤ 5° 30’ (pente inférieur à 10%). . on néglige la composante oblique p1. Si 75 ≤ λ alors k(λ) = 3100 / λ².7.5 ≤ λ ≤ 75 alors k(λ) = 1. . Assemblage à tenon et mortaise traversant et renforcement de chevilles qui sont enfoncées sur les côtés du tenon. . clou avec tige lisse et pointe diamant .les clous torsadés. Le renfort d'épaulement peut être un rectangle ou triangle.les clous crantés.61 du CB 71 et consistent à faire transiter les efforts d’une pièce en bois à l’autre sans nécessité de pièces intermédiaires en acier. on distingue plusieurs types de clous 1) selon la forme de sa tige : . tige tête Ainsi. Différents types d’assemblages par tenon .mortaise Assemblage à tenon et mortaise borgne. d'une tige et d'une pointe. sa tige est ronde et lisse. Ces trois éléments diffèrent selon les clous.1 Pointes Un clou (ou pointe) est constitué d'une tête.les clous annelés. .les clous en pointe biseautée pointe clou lisse : C'est le type de clou le plus courant. La largeur du tenon est diminuée d'un tiers. Les vérifications portent sur la résistance au cisaillement et au matage du bois. Assemblage à épaulement.les clous en pointe diamant. . On coupe l'extrémité pour les excès de colle. Les chevilles sont ici enfoncées dans les fentes ouvertes sur l'about du tenon pour renforcer un assemblage à mortaise borgne 2 Assemblages par pointes 2.les clous lisses. Sa pointe peut être diamant ou biseautée. 2) selon la forme de sa pointe : . Le tenon est de même largeur que la traverse.CALCUL DES ASSEMBLAGES AU CB71 1 Assemblages traditionnels Ils sont traités au paragraphe 4. au cisaillement mixte ou au double cisaillement suivant le nombre de plan de cisaillement traversés par le clou et la profondeur de pénétration du clou au-delà du dernier plan de cisaillement traversé. clou annelé clou torsadé : C'est un type de clou dont la tige est torsadée et carrée.clou avec tige lisse et pointe biseautée clou annelé : C'est un type de clou dont la tige est constituée d'anneaux convexes. Le diamètre de ce clou est mesuré sur la partie lisse de la tige (diamètre avant roulage). clou cranté Les dimensions courantes des pointes sont données ci après : Les pointes ne peuvent supporter que des sollicitations de cisaillement. clou torsade clou cranté : C'est un type de clou dont la tige est dentée. Cela peut se résumer ainsi : 2. Il est très résistant à l'arrachement. Il est très résistant à l'arrachement.2 Cas de cisaillement . Son diamètre est mesuré sur les arêtes. Il est très résistant à l'arrachement. Un clou sera sollicité au simple cisaillement. 5e Double cisaillement Plans de cisaillement 2.d .simple cisaillement : F ≤ 0.62-126) pour les résineux courants : .8.3 Justifications On doit vérifier (4.5e Cisaillement mixte p ≥ 1. e .Cas du simple cisaillement : chaque clou ne traverse qu’un plan de cisaillement Plans de cisaillement p e e = épaisseur de l’élément le plus mince p = profondeur de pénétration dans le dernier élément Cas du cisaillement mixte ou du cisaillement double: chaque clou traverse deux plans de cisaillement 0.7e≤ p < 1. 8.cisaillement mixte : F ≤ 1.F (k = 1) (k = 0.8) Effet de l’humidité : F est affecté d’un coefficient réducteur de 0. Un coefficient correcteur k est à appliquer suivant le nombre de pointes n de l’assemblage : n < 10 10 ≤ n < 20 20 ≤ n Ft = n. 0.62-12 Fig. e avec : .62-123 – tableau 14) : il faut vérifier les conditions suivantes (tableau 1) : Tableau 1 – Effet de la dureté du bois e ≤ 30 mm Bois tendres Bois frais de sciage Bois durs Bois secs e > 30 mm d≤ d≤ e 7 e 9 d≤ d≤ e 9 e 11 2.75 si l’umidité est supérieure à 17 % : Si H ≥ 17% Ft = k .double cisaillement : F d e Ft n Effort repris par clou en daN Diamètre du clou en 1/10 ème de mm Epaisseur de l’élément le plus mince en cm Effort de traction / compression dans l’assemblage en daN Nombre de clous Pour le chêne : ses valeurs sont multipliées par 1. e F ≤ 2.75 Effet de la dureté du bois (4. R-IV-6) .d . n .F Ft = 0.n..9) (k = 0.3 Il faut également prendre en compte l’effet de groupe. à savoir que plus il y a de pointes et plus l’effort par pointe diminue.3.d .4 Dispositions constructives (4.9. F .n.F Ft = 0. 1 Prescriptions sur les boulons (4.62-112) : e b ≤d ≤ 5 6 où d est le diamètre du boulon.Assemblages par pointes (clous) Chaque intervalle e ≥ 5d a ≥ 12d b ≥ 5d c ≥ 10d d = diamètre clou a ou b c c a ou b On prendra b si la barre oblique est en compression et a dans les autres cas (traction ou traction-compression alternée) 3 Assemblages par boulons 3. ne peuvent supporter que des sollicitations de cisaillement. Les vis sont référencées par la lettre M suivie du diamètre nominal (exemple : M12 pour un diamètre nominale de 12 mm). Les boulons doivent être conformes aux normes NF E 27 682 et NF E 27 341 avec les prescriptions supplémentaires suivantes (4.5 d et e ≥ d/3 plaquettes : 3d x 3d et e ≥ d/3 Diamètre vis Tableau 2 – Longueur sous tête des vis pour boulons 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 80 90 100 Longueur filetée 110 120 . e est l’épaisseur de la rondelle et b la plus petite largeur des pièces en bois assemblées.62-11) Les boulons (système vis + écrou). Ces dernières doivent obéir aux prescriptions suivantes : rondelles : Φ (notée B sur le dessin) ≥ 3. Toutes les longueurs ne sont pas disponibles dans tous les diamètres. La longueur nécessaire sera un critère de choix. comme les pointes. Un boulon sera sollicité au simple cisaillement. au double cisaillement ou au cisaillement multiple suivant le nombre de plan de cisaillement traversés par le boulon. Les boulons sont toujours associés à des plaquettes ou des rondelles afin d’éviter un matage du bois (écrasement localisé) sous le tête de vis ou la tête de l’écrou. Le tableau 2 nous donne les dimensions courantes des vis partiellement filetées. 5 3 3.6 2 2.5* 4 5 6 8 10 12 (14)* 16 18* 20 22* 24 27* 30 9 10 11 12 13 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 3.2 Cas de cisaillement Plan de cisaillement Plans de cisaillement Cas du simple cisaillement Cas du double cisaillement .1. 4d. e F ≤ 200.cisaillement double : .simple cisaillement : .cisaillement multiple : F ≤ 105.d .62-113): . e avec : .62-113) pour les résineux courants : .d .cisaillement multiple : F d e Effort repris par clou en daN Diamètre du clou en de cm Epaisseur de l’élément le plus mince en cm (cisaillement simple ou multiple) Epaisseur de la pièce médiane en cm (cisaillement double) Ft n Effort de traction / compression dans l’assemblage en daN Nombre de clous Pour le chêne. e F ≤ 260. Dans ce cas.3 Justifications On doit vérifier (4. on doit vérifier (4.d .d .simple cisaillement : .62-117): Il est possible d’augmenter les valeurs admissibles par boulon en double cisaillement à condition d’utiliser des plaques d’appui dont les dimensions sont supérieures (en longueur et largeur) à 5 fois le diamètre du boulon) et d’épaisseur au moins égale à 0. e F ≤ 210.d . e Remarque (4.cisaillement double: F ≤ 80.d .Plans de cisaillement Cas du cisaillement multiple (le nombre de plans de cisaillement doit être ≤ 6) 3. et pour les résineux : . e F ≤ 160. d .. R-IV-4) Assemblages boulonnés avec rondelles e b a ≥ d/3 d l e ≥ b/2 et d ≥ e/5 e b l ≥ 6d ≥ 6d et ≥10cm d ≥ 6d et ≥10cm ≥ 6d et ≥10cm d e ≥ b/2 et d ≥ e/5 a ≥ d/3 ≥ 3. 3.3.d .5d ≥ 3d ≥ 3d ≥ 3d . ces valeurs admissibles sont à multiplier par 1.bois commercialement sec (H = 18 à 22%) : Pour le chêne. e .4 Dispositions constructives (4.62-111 Fig. e F ≤ 300.bois sec à l’air (H = 15%) : F ≤ 400. quelle que soit la sollicitation.Assemblages boulonnés avec plaquettes e b a ≥ d/3 d l e ≥ b/2 et d ≥ e/5 l ≥ 6d Assemblages boulonnés avec plaques d’appui e b a ≥ 0. les contraintes dans le connecteur restent inférieures aux valeurs admissibles.4d d l e ≥ b/2 et d ≥ e/5 l ≥ 6d 4 Assemblages par connecteurs (4.63-13) 4. ≥ 5d ≥ 3d .1 Généralités Il nous faut vérifier que. soit : Rt = (FC + FD ).4 50.2 25.8 A’ cas 4 15.4 29.2 Résistance à la compression (4.8 46.63-14) Nous devons vérifier : F 2 4.2 Résistance au cisaillement Nous devons vérifier : C . R t A' ≤ 100 Mpa où A’ est la section efficace du connecteur et Rt est la force de cisaillement.6 57.4 38.α Fc FD h FA FB δ b 4. fe où A est la section du connecteur et fe la limite élastique de l’acier. sin α ≤ A.2 32.2 33.6 .4 39.4 28.6 A’ cas 3 18.6 41.cos(α) A’ est donné dans le tableau suivant : Tableau 3 – répartition des surfaces efficaces des connecteurs (cm²) b (mm) 48 h (mm) 75 100 125 72 75 100 Section A 36 48 60 54 72 A’ cas 1 21 28 35 39 52 A’ cas 2 26.4 22. 8 49.8 80 105 130 160 130.2 65 78 57 76 95 114 100 125 150 180 155 186 223.2 75.2 198.8 98.4 106.2 230.3 Résistance à la flexion On doit vérifier : σf = Mf ≤ 100 Mpa Ip ) 2( v .6 93.6 210.4 68.8 79.8 60.4 Cas 1 Cas 3 Cas 2 Cas 4 4.2 161.8 100.8 124.8 72.4 87.6 67.4 90 115 140 170 142.2 187.125 150 96 75 100 125 150 120 100 125 150 180 144 125 150 180 90 108 72 96 120 144 120 150 180 216 180 216 259.6 52.4 59.6 173.8 54.6 41.8 96 126 156 192 151.8 76. b² + h² 6 .h .δ et Ip v = b.Avec Mf = (FB – FA). Le bois doit être classé conformément aux prescriptions des normes EN 518 ou EN 519 relatives au classement des bois massifs pour l'emploi en structure et de la norme NF B 52001 . Padouk Tatajouba Iroko * Essences les plus utilisées. épicéa (Picéa abies) pin sylvestre (Pinus sylvestris). Son intérêt est la fabrication d'une pièce de grande dimension ou de formes particulières qui n'aurait pu être obtenue par utilisation du même matériau sans transformation.Partie 4. avec le fil du matériau dans le même sens. Maobi. inventée à l'origine par Philibert Delorme (1510 – 1570). le pin laricio et le pin noir d'Autriche (Pinus nigra). Cette technique d'assemblage. On Le lamellé-collé est un procédé de fabrication consistant à coller des lamelles. Il est possible d'utiliser d'autres bois feuillus. Ils sont constitués de bambou et de bois collés. l’épicéa de Sitka (Picea sitchensis). douglas (Pseudotsuga mensiesii). le pin radiata (Pinus radiata). Ces pièces fabriquées gardent les propriétés mécaniques du matériau utilisé. c'est le procédé utilisé pour la mise en œuvre de leurs arcs composite le Yumi. le mélèze (larix decidua). le pin maritime (Pinus pinaster).P. le western red cedar (Thuya plicata). est reprise en 1890 par Otto Hetzer qui y introduit de la colle pour aboutir à la charpente lamellé-collé. Populus alba). les essences (ou mélanges d'essences) suivantes conviennent à la fabrication du bois lamellé-collé : sapin (Abies alba). à condition de disposer des moyens et des données nécessaires pour pouvoir réaliser des assemblages collés satisfaisants et particulièrement de s'assurer de la compatibilité de la colle avec le bois. en particulier le western hemlock (Tsuga heterophylla). D'autres essences peuvent etre utilisées.) . le peuplier (Populus robusta.1 du CB71. cette technique d'assemblage de materiaux semble encore plus ancienne. Collage Spécial Spécial Courant Courant Courant Courant Courant Spécial Courant Courant Spécial Spécial Spécial Classe de risque d'attaque biologique avec traitement 3 3 3 2 3 4 4 Classe de risque d'attaque biologique sans traitement 3 3 3 3 3 4 3 2 3 3 4 4 3 1.F. Tableau 1 .1 Historique et normalisation Les actions sont définies au paragraphe 1.Essences utilisables en France pour la fabrication d'une poutre en bois lamellé-collé Essences de bois Châtaignier Chêne* Douglas* Epicéa* Mélèze Pin Sylvestre* Pin maritime Robinier Sapin* Western Red Cedar Dousier.LE LAMELLE COLLE 1 Le lamellé collé 1. Au Japon. généralement de bois.2 Colles Les adhésifs utilisés pour les éléments de structures en bois lamellé collé sont principalement : • • Résorcine-formaldéhyde (R.F) Phénol-résorcine-formaldéhyde (R. Merbau. La Certification ACERBOIS-GLULAM en atteste de la conformité.Choix des colles pour aboutage et lamellation Adhésif Temps de serrage (x) 8 à 16 h à 20° C 2 à 4 h à 40° C Précaution d’emploi (x) Conservation : 5 à 12 mois à 20° C Température minimale d’application : 15° C Toxicité Avantages Inconvénients Tenue intempéries Tenue au feu aux Joints de foncée Abrasivité couleur Résorcine (RPF) 5 à 15 mn si HF + temps de stabilisation sous presse 1 à 3 mn Collage de matériaux divers Joints possible épais Résorcine : à application séparée pour lamellation 12 h à 20° C 2 à 3 h à 40° C Conservation : 6 mois à 20° C Température minimale d’application : 18° C Mêmes que RPF Durée de vie en pot plus longue Nettoyage réduit Limitation déchets des Mêmes que RPF Nécessité installation spécifique d’une Mélamine formol (MUF) urée 6 à 12 h à 20° C 1 à 3 h à 40° C 4 à 5 mn si HF plus temps de stabilisation sous presse 1 à 3 mn Conservation : 2 à 6 mois à 20° C Température minimale d’application : 18° C Tenue à l’eau et à l’humidité Tenue satisfaisante à la chaleur Rigidité très élevée Joints clairs Joints possible épais Abrasivité Urée formol modifiée (UF) 8 à 16 h à 20° C 15 à 30 mn à 60° C 5 à 10 mn si HF plus temps de stabilisation sous presse 1 à 3 mn Conservation : 6 à 12 mois à 20° C Température minimale d’application : 15° C Rigidité élevée Joints clairs Joints possible épais Mauvaise tenue aux intempéries Sensibilité aux températures supérieures à 70° C Abrasivité (x) Se conformer aux prescriptions des fournisseurs d’adhésifs . et à l’extérieur mais à l’abri des intempéries et avec une température supérieure à 50° très occa sionnelle.) Urée-formaldéhyde (U. Tableau 2 .U. capables de résister à toutes les expositions extérieures et aux températures dépassant 50° C Adhésifs du type II. pour usage intérieur chauffé et ventilé.• • Mélamine-urée-formaldéhyde (M.) modifiée Ces colles sont classées selon la norme NF EN 301 en : • • Adhésifs du type I. C Le choix des colles pour aboutage et lamellation peut se faire conformément aux tableaux 2 et 3 suivants.F.F. 4 opération : Encollage des lamelles Autrefois. à savoir entre 8 et 15 % et avec un écart maximal de 4 % dans une même lamelle. l’humidité doit être homogène. cette opération est réalisée avec des encolleuses à rideaux ou rouleaux. de 8 ou 10 bars. éventuellement.L’écart maximum admissible par rapport à l’épaisseur moyenne sur une longueur de lamelle de 1 m. Cette pression est obtenue : e e e e re . est égal à 0. De nombreuses variantes existent notamment au niveau des techniques de mise sous presse et de polymérisation de la colle.1 mm. l’humidité doit être comprise entre 11 et 18 %.Les adhésifs de type 1 correspondent en généra l aux formulations résorcine et mélamine-urée-formol 2° . il était effectué manuellement.Les adhésifs de type 2 correspondent en généra l aux formulations urée-formol 1. Pour le bois traité. les surfaces doivent être propres. afin de réaliser les longueurs nécessaires à la fabrication. 1 opération : Séchage ou Stabilisation La première opération consiste à amener l’humidité du bois approvisionné à celle requise pour la fabrication. le mode de chauffage. 2 opération : Enturage et Aboutage Après une opération dite " de purge " (triage) consistant à éliminer les défauts. Ce temps est variable suivant le type de colle employée. les lamelles sont tronçonnées et aboutées.Tableau 3 – Préconisation des adhésifs de type I ou II selon NF EN 301/302 Classes d’utilisation Température de service ³ 50° C Température de service < 50° C Humidité 18% bois ≤ Humidité 18% bois > Exposition en atmosphère corrosive (produits chimiques ou autres) sans objet type 1 type 1 type 1 I1 I2 H3 H4 type 1 type 1 type 1 type 1 type 1 ou 2 type 1 ou 2 type 1 sans objet sans objet type 1 type 1 type 1 Les résultats connus des examens de type montrent que : 1° . 3 opération : Le rabotage des lamelles Après aboutage.2 mm. un rabotage des lamelles s’effectue au maximum 24 h avant l’encollage.2 Fabrication Les principes généraux de fabrication sont indiqués dans les paragraphes suivants. Pour le bois non traité. Aujourd’hui. cet écart doit être inférieur à 0. elle varie de 6 bars pour les faibles épaisseurs et. La pression minimale pour l’aboutage est de l’ordre de 20 bars.Pour les adhésifs urée-formol non modifiés. Au moment du collage. pour les plus fortes. la température du bois doit être supérieure ou égale à 15° C. la température et l’hygrométrie de l’air ambiant. 5 opération : Serrage des lamelles Il a pour but de maintenir les pièces encollées à la pression voulue dans la forme désirée pendant le temps de polymérisation de la colle. L’humidité d’une lamelle dépend du traitement ou non du bois. La pression minimale pour les différents types de colle généralement employées dépend de l’épaisseur de la lamelle (inférieure à 35 mm ou supérieure jusqu'à 45 mm) . Les joints à entures multiples sont les plus utilisés "(enture de 5 à 50 mm) avec une tendance actuelle aux entures courtes (10 à 15 mm). et l’adhésif appliqué uniformément. Au cours de cette opération. • • • .par des tiges filetées de forte section dont le serrage se fait à l’aide de clé à choc ayant un dispositif dynamométrique de débrayage automatique.par la répartition de l’effort à l’aide de blocs de serrage sur la planche de répartition. . les valeurs de contraintes admissibles et les propriétés associées aux classes de résistance du Bois Lamellé Collé sont définies dans les tableaux 5a et 5b (Règles Professionnelles SNCCBLC/FIBC ) . par un resserrage régulier.version Juillet 1999) du bois lamellé collé sont les suivantes : Tableau 4 .• . . de perçage et taillage et application de produits de traitement et/ou finitions. Lors du séchage.par des vérins hydrauliques ou pneumatiques.Classes de résistance des lamelles de bois selon EN 338 Lamellé collé homogène Lamellé collé combiné Classes du BLC C 24 C 24 / C 18 GL 24 C 30 C 30 / C 24 GL 28 C40 C 40 / C 30 GL 32 Pour utiliser les Règles CB 71. .automatiquement.manuellement. L’entre-axe maximal des presses dépend de la pression de collage ainsi que de l’épaisseur de la poutre à serrer et ne devra jamais dépasser 40 cm à l’intrados. e 2 Classes de résistance Les classes de résistance (d'après EN 1194 . par des ressorts compensateurs ou par tout autre système équivalent. le retrait de la pièce en cours de collage nécessite un maintien constant de la pression qui peut se faire : • • .par le nombre de tiges filetées suivant l’épaisseur des lamelles et de la planche de répartition. 6 opération : Taillage et Finitions Il s’agit essentiellement des opérations de rabotage. 2 13.0 2.8 1.8 σ ‘t 2.2 9. Il est convenu d’utiliser directement celles à 12 % (prEN 1194) comme contraintes de base et sans correction.3 2.2 1.4 12.*** Masses volumiques .7 EG 0.6 13.** Modules .78 0. KN/mm2 ** et Kg/m3 *** et relevant du marquage règlementaire (Note SNCCBLC/FIBC) Classe de résistance du Bois Lamellé Collé Résistance flexion en GL 24 c Notation CB 71 combiné GL 28 c combiné GL 32 c combiné GL 36 c combiné σf 11.7 0.8 τ EF 11.60 13.7 14.5 3.9 0.2 15.2 Traction axiale Traction transversale Compression axiale Compression transversale Cisaillement Module moyen d’élasticité axiale ** Module moyen de cisaillement ** Masse volumique moyenne*** σ σt σ‘ 10 11.3 0.72 0.7 0.3 7.85 420 460 500 540 (*) Les règles CB 71 prévoient une humidité de base de 15 % pour les valeurs de contraintes.6 1.Tableau 5a – Contraintes admissibles et propriétés associées au BLC combiné à H = 12 % en N/mm2 (*).2 1.2 17.1 10.4 6.60 12.59 0. 2 13.6 1.8 14.4 7.3 Traction axiale Traction transversale Compression axiale Compression transversale Cisaillement Module moyen d’élasticité axiale ** Module moyen de cisaillement ** Masse volumique moyenne*** σ σt σ‘ 11.3 9.9 0. en appliquant les coefficients de pondération adéquats en fonction de l’humidité.2 17.78 0. .85 0.4 0.2 10.60 12. ….4 12.80 3.91 440 480 520 560 (*) Les règles CB 71 prévoient une humidité de base de 15 % pour les valeurs de contraintes.30 2.8 σ ‘t 2.** Modules . KN/mm2 ** et Kg/m3 *** et relevant du marquage règlementaire (Note SNCCBLC/FIBC) Classe de résistance du Bois Lamellé Collé Résistance flexion en GL 24 c Notation CB 71 combiné GL 28 c combiné GL 32 c combiné GL 36 c combiné σf 11.70 EG 0.2 1.2 15. Il est convenu d’utiliser directement celles à 12 % (prEN 1194) comme contraintes de base et sans correction.7 0.3 0.6 13. de la hauteur de section.8 1.50 3.72 0.*** Masses volumiques 3 Justifications Les justifications se font de manière analogue à celles menées pour les pièces en bois massif : le dimensionnement se fera aux déformations et les vérifications aux contraintes admissibles.60 13.Tableau 5a – Contraintes admissibles et propriétés associées au BLC homogène à H = 12 % en N/mm2 (*).1 12.0 τ EF 11.70 14.4 2. Produits : bois massif. bois lamellé collé. profilés.ANNEXES Exemples d’assemblages GSE/2. fermes triangulées. pannes.Grands Sabots à Ailes Extérieures APPLICATIONS : Types : solives. Assemblage bois/béton: chevilles mécaniques Ø12. Supports : bois massif. bois lamellé collé. poutres lisses et montants de bardage. renforcement d'assemblages existants. bois composite. béton. bois composite. MATIERE : Acier S250GD + Z275 suivant NF EN 10326 DIMENSIONS : voir tableau CHARGES ADMISSIBLES : voir tableau Essais de cisaillement réalisés par notre laboratoire d'essais anglais conforme aux spécifications de l'EC5. FIXATIONS : Assemblage bois/bois: pointes crantées estampillées PB ou No Equal. butées de chevrons.5 . . acier. 5 110 2.2x35 32 .2x50 38 .2x50 14 .Ø4.Ø4.5 110 2.2x50 62 .2x50 22 .Ø4.Ø4.Ø12 4 .2x50 28 .2x50 50 .2x50 74 .Ø4.Ø4.2x50 38 .5X-AL GSE1020/2.2x50 30 .Ø4.5X-AL GSE600/2.2x50 28 .5 110 2.5 110 2.Ø4.Ø12 6 .2x50 Fixations sur porteur Sur béton 2 .2x50 44 .5 200 à 229.Ø12 6 .2x50 28 .5X-AL GSE900/2.2x50 44 .2x35 18 .Ø4.Ø4.Ø4.2x35 26 .5 .Ø4.5X GSE1020/2.Ø4.5 110 2.Ø4.Ø4.Ø12 Sur bois 12 .5X GSE500/2.5X GSE780/2.Ø4.2x35 Larg > 51 6 .Ø4.Ø12 6 .5X GSE900/2.2x50 8 .Ø12 4 .2x50 26 .2x50 68 .Ø12 6 .2x35 12 .2x50 150 à 179.5 260 à 289.Ø4.Ø4.2x35 16 .2x35 28 .5 110 2.2x35 14 .Ø12 6 .Ø4.2x50 32 .Ø12 6 .5 Fixation sur porté Ep Larg 38 à 50 6 .5 320 à 349.Ø4.5 110 2.2x50 12 .Ø12 2 .Ø12 6 .Ø12 6 .5X GSE380/2.2x35 20 .5 410 à 439.5 380 à 409.Ø4.2x50 16 .Ø12 4 .5 110 2.5 110 2.5X-AL GSE780/2.Dimensions (en mm) REFERENCE A GSE300/2.2x35 26 .5X-AL 32 à 110 32 à 110 32 à 140 32 à 140 32 à 140 141 à 200 32 à 140 141 à 200 32 à 140 141 à 200 32 à 140 141 à 200 32 à 140 141 à 200 32 à 140 141 à 200 60 à 140 141 à 200 60 à 140 141 à 200 60 à 140 141 à 200 60 à 140 141 à 200 Dimensions B 95 à 134 115 à 154 120 à 174 150 à 204 180 à 234 200 à 254 230 à 284 260 à 314 290 à 344 320 à 374 350 à 390 380 à 420 410 à 450 440 à 480 C 110 2.Ø4.2x35 8 .2x50 32 .Ø4.Ø4.5 110 2.2x35 24 .Ø4.Ø4.5X-AL GSE960/2.5X-AL GSE660/2.5 110 2.5X-AL GSE720/2.2x35 12 .5X GSE540/2.2x35 20 .Ø4.Ø4.Ø4.Ø4.Ø12 6 .5 110 2.5 110 2.5 290 à 319.2x35 30 .5X GSE600/2.2x35 34 .Ø12 4 .2x50 18 .2x50 68 .2x50 50 .Ø4.Ø4.2x35 8 .2x50 20 .Ø4.5X GSE340/2.Ø4.Ø4.2x50 22 .Ø4.2x50 56 .5X GSE840/2.Ø4.Ø12 4 .Ø4.Ø4.Ø4.Ø4.5X GSE440/2.Ø4.5X GSE660/2.5X-AL GSE840/2.Ø4.Ø4.Ø4.Ø12 6 .5X GSE720/2.5 110 2.Ø12 2 .5 110 2.Ø4.Ø4.2x50 40 .5 110 2.Ø4.Ø4.Ø4.2x35 38 .5 110 2.Ø12 6 .Ø4.2x50 56 .Ø4.Ø4.Ø4.2x50 16 .2x35 38 .2x50 20 .Ø12 4 .2x50 8 .Ø4.2x35 14 .2x50 80 .Ø12 4 .Ø12 6 .5 170 à 199.2x35 40 .5X GSE500/2.2x50 38 .Ø4.Ø12 6 .5 110 2.Ø4.Ø4.2x50 12 .5 230 à 259.2x50 24 .2x50 34 .2x50 38 .5 110 2.Ø4.Ø4.2x50 26 .2x50 74 .Ø4.2x50 16 .2x50 32 .5X GSE960/2.Ø12 4 .5 110 2.5 110 2.2x50 32 .Ø4.Ø4.2x35 38 .2x35 22 .5 350 à 379.Ø4.5X-AL GSE540/2.2x50 38 .2x50 62 .2x50 14 .2x50 80 .Ø4.Ø4.Ø4.Ø4.Ø4.Ø4.5 110 2.5 110 2.Ø4.2x35 32 . 5 EA846/2.1oblong 8x50 4 Ø5 .1 oblong 10x42 4 Ø5 .1 Ø11 4 Ø5 .Sur bois : pointes crantées PB Ø4. Supports : bois. .1oblong 10x20 6 Ø5 . DIMENSIONS : voir tableau.5 EA1066/2. vis.1 oblong 12x20 4 Ø5 .1 oblong 12x20 8 Ø5 .Sur métal : boulons.1 oblong 10x52 Perçages Trous ailes B 2 Ø5 3 Ø5 4 Ø5 3 Ø5 4 Ø5 . acier MATIERE : Acier galvanisé S250GD + Z275 suivant NF EN 10326.1 oblong 8x40 6 Ø5 .Equerres d'assemblages Les équerres d'assemblages permettent de connecter des petites ossatures de mensuiserie intérieures et extérieures.1 Ø11 4 Ø5 . Elles sont étudiées pour des assemblages bois/bois.2 mm.5 2 2 1. meubles.5 2.1 oblong 8x40 6 Ø5 .1 oblong 10x30 4 Ø5 . APPLICATIONS : Types : aménagements intérieures. tirefonds.1oblong 10x20 4 Ø5 .1 Ø11 4 Ø5 .1oblong 8x50 5 Ø5 . AVANTAGES : Large gamme de dimensions et perçages.5 EA664/2 EA666/2 EA754/1.1 oblong 12x20 4 Ø5 . .5 EA954/2.1 oblong 10x52 5 Ø5 .5 2.EA .5 EA1064/2. bois lamellé collé. béton.1 oblong 10x20 4 Ø5 .5 2.1 oblong 12x20 5 Ø5 . profilés et bois composite.1 oblong 10x20 6 Ø5 .1 oblong 10x30 6 Ø5 .1 oblong 10x30 6 Ø5 .1 oblong 10x42 7 Ø5 . FIXATIONS : Trous de pointes et de boulons (Ø voir tableau).1oblong 12x20 .5 2 2 2 2.5 2.1 oblong 10x42 6 Ø5 .5 EA754/2 EA756/2 EA844/2 EA844/2.1oblong 10x20 5 Ø5 .1oblong 12x20 7 Ø5 .5 2.1oblong 12x20 5 Ø5 .1oblong 10x20 4 Ø5 . boulons HR. rivets… Dimensions REFERENCE A EA442/2 EA444/2 EA446/2 EA534/2 EA554/2 EA644/2 EA664/1. scellement chimique… . boulons.5 EA956/2.Sur béton : chevilles.1 oblong 10x30 6 Ø5 . fermes triangulées.1 Ø11 4 Ø5 . petites ossatures Produits : bois massif.5 Trous ailes A 2 Ø5 3 Ø5 4 Ø5 4 Ø5 .5 20 40 60 40 40 40 40 40 60 40 40 60 40 40 60 40 60 40 60 Dimensions (en mm) B 40 40 40 50 50 60 60 60 60 70 70 70 80 80 80 90 90 100 100 C 40 40 40 30 50 40 60 60 60 50 50 50 40 40 40 50 50 60 60 Ep 2 2 2 2 2 2 1.1 oblong 12x20 8 Ø5 . 5 2. pergola.5 2.5 . Produits : bois massif. bois composite.Embases de poteau fortes charges APPLICATIONS : Types : auvent. bois lamellé collé. béton. veranda.Sur support: chevilles mécaniques Ø16. MATIERE : Acier galvanisé.7 2.ABE.6 1.7 2.2x50. Dimensions (en mm) REFERENCE D ABE44 ABE46 ABE66 PBS44A PBS46 PBS66 ---103 102 152 Ep 1.6 2.PBS . . scellement.5 Base F ---89 138 137 A 90 90 140 90 90 140 B 71 103 79 159 162 165 Flanc C 89 138 138 57 57 57 Ep 1.Sur poteau: pointes crantées estampillées PB Ø4. eau stagnante. CHARGES ADMISSIBLES : voir tableau. DIMENSIONS : voir tableau. bois composite. Les pieds de poteau ont été testés aux Etats-Unis dans des conditions de charges permanentes et soumis à différents cas d’humidité (en soubassement. bois lamellé collé. Supports : bois massif. intempéries) FIXATIONS : .6 2 2 2 2. boulons Ø10 ou Ø12 mm. 0 26.5 29. FIXATIONS : Voir tableau. . fermes triangulées.BDDD type C1 .0 Nombre de dents Ext. 1/2 fermes triangulées.Crampons Bulldog Les crampons Buldog double denture entrent dans la réalisation d'assemblages boulonnés. bois composite. APPLICATIONS : Types : fixation d'un empanon. Ø62 et Ø75 mm sont disponibles en finition type AVZ. CHARGES ADMISSIBLES : voir tableau.0 33. Supports : bois massif. bois composite.Epaisseur t: +/-0. . L'ensemble de nos tests est réalisé par les membres du Réseau des Laboratoires du Génie Civil Bois.5THA . voir tableau. MATIERE : Acier galvanisé S250GD + Z275 suivant NF EN 10326 Epaisseur 1. 24 24 24 24 24 Int. 12 12 BDDD117 117 48. FIXATIONS : Le montage des crampons double denture se fait à l'aide d'une presse ou d'une clé par enfoncement des dents lors du boulonnage des pièces entres elles.2 1.Les modèles C1 Ø48. Ils permettent d'augmenter la charge admissible des assemblages. Le montage d'un boulon nécessite toujours deux rondelles.5 Hauteur sans dent extérieures h1=(h-t)/2. bois composite.0 Epaisseur t 1.0 1.Acier galvanisé à chaud sur une épaisseur de 60 microns (400 gr/m²).Epaisseur.2 mm.02 . DIMENSIONS : Produits standard. Une fois le serrage effectué l'assemblage est réalisé. C3 et C4 sont définies par la norme NF EN 912.5 10.5 24. bois composite.Autres dimensions +/. APPLICATIONS : Types : Tous types d'assemblages bois/bois boulonnés… Produits : bois massif.5 h 12. Les dimensions standard des crampons type C1. acier galvanisé à chaud sur une épaisseur de 20 microns.35 Hauteurs Dents int h2 9. C2.25 1.0.0 19. bois lamellé collé… Supports : Bois massif. REMARQUES : . DIMENSIONS : voir tableau.5 16.0 21. Tolérances: . bois lamellé collé… MATIERE : . Dimensions des connecteurs de type C1 REFERENCE BDDD48 BDDD62 BDDD75 BDDD95 Diamètres d 48 62 75 95 d1 17. CHARGES ADMISSIBLES : voir tableau. solives… Produits : bois massif.Etriers à bretelles pour fermettes L'étrier à bretelles THA a été conçu spécialement pour la fixation des fermes triangulées.0 1. fermes triangulées. voir tableau. Clouage maximum REFERENCE THA250/38 Dimensions (en mm) A 38 B 256 C 63 E 125 Portée 6 . . Vis autoforeuses SD8 Ø4. liaison poteaux poutres… • Pour les types 66T: .1x35 mm. Pour les 55L : épaisseur 1. Dimensions .5 mm.75x75 Fixations Porteur (Face) 4 .Ø3.0x32 mm. montage traditionnel à l'identique des sabots à ailes extérieures.Pointes crantées Ø3.75x32 Porteur (Top) -Sections (en mm) Ferme Larg. • Pour les 66L et 66T: . .Clouage minimum REFERENCE THA250/38 Dimensions (en mm) A 38 B 256 C 63 E 125 Portée 6 . Dimensions .0x90 mm.Ø3.75x75 Fixations Porteur (Face) 24.Ø3.Ailes à plat.Ø3.Pointes lisses Ø4.Ø3. FIXATIONS : • Pour les 55L: .5 mm.vis autoforeuses SD8 Ø4.75x32 Sections (en mm) Ferme Larg.Pointes crantées Ø3. INSTALLATION : 2 configurations possibles : .Boulons perçages Ø9.0x32 mm.liaisons poteaux poutres… MATIERE : Acier galvanisé.Se reporter aux caractéristiques méaniques de l'élément de fixation. . 38 Dimensions . Clouer les ailes rabattues (voir schéma). chassis de fenêtre ou portes.1x35 mm. APPLICATIONS : Types : • Pour les types 55L et 66L: . .38 T/L .Ailes pliées pour ajuster la hauteur du sabot par rapport à l'élément porteur.7x50 mm ou Ø3. Pour les 66T et 66L : épaisseur 2 mm.Ferrures Les ferrures en L et en T sont requises pour le renforcement d'intersections.7x50 mm ou Ø3.Renforcements ouvrants. Elles sont utilisables en rénovation.75x32 Porteur (Top) 4 . fermes triangulées. Le modèle à plat est utilisé principalement pour reprendre des efforts horizontaux.2. renforcement d'assemblages existants. épaisseur 2 mm. bois lamellé collé. FIXATIONS : Trous de pointes Ø4. bois lamellé collé. béton. poutres.PFP . CONDITIONNEMENT : Cartons de 250 pièces. 1 mm DIMENSIONS : voir tableau et dessin Autres dimensions. REMARQUES : Se reporter aux caractéristiques mécaniques de l'élément de fixation. DIMENSIONS : voir tableau. acier… MATIERE : Acier galvanisé (S250GD + Z275 suivant NF EN 10326). bois lamellé collé.Ø4. chevrons ou solivettes. Produits : bois massif. .5 2 2 PFA .8 mm.2.Pieds de Fermettes Les pieds de fermettes permettent un ancrage rapide et précis des fermettes.8 ECH . Pièce portée : pointes crantées Ø4. MATIERE : Acier galvanisé S250GD + Z275 suivant NF EN 10326 Epaisseur.REFERENCE A 55L 66L 66T 32 38 38 Dimensions (en mm) B 125 150 125 C 125 150 150 Ep 1. profilés et bois composite. nous consulter.8 12 . Pied de fermette sur support : pointes crantées Ø4. Le modèle plié est plus adapté aux efforts de soulèvement important. fermes triangulées… Supports : Bois massif. APPLICATIONS : Types : Pied de fermettes. poteau-poutre. de chevrons ou ancrage de solivettes… Produits : bois massif. Supports : Bois.Echantignoles APPLICATIONS : Types : Pannes sur ferme. AVANTAGES : Les trous de pointes sont décalés pour éviter le fendage du bois.Ø4. Dimensions REFERENCE A PFA38 PFP38 38 38 B 84 84 Dimensions (en mm) C 23 23 D 114 114 E 29 29 Perçages Nombre 12 . Fixations d'entretoises .5 1. .5 57. 1.5 C 20 20 20 Dimensions (en mm) D 57 57.2 mm.2 mm.5 Ep.Pointes torsadées. . vis autoforeuses… REMARQUES : Se reporter aux caractéristiques mécaniques de l'élément de fixation. DIMENSIONS : Voir tableau.Elément porteur : pointes crantées PB Ø4.l'autre se fixe en applique MATIERE : Acier galvanisé S250 + Z275 conformément à la NF EN 10147.Supports de faîtage Deux modèles: . 2 2 2 2 Perçages flancs Pointes 14 Ø5 19 Ø5 23 Ø5 28 Ø5 SF . Dimensions REFERENCE A SF/2800 SF/2840 SF/2850 51 40 51 B 284 253 247. FIXATIONS : .FIXATIONS : .5 Perçages 14 Ø5 20 Ø5 20 Ø5 ZS38N . Dimensions REFERENCE A ECH90/19090 ECH125/19130 ECH160/19170 ECH200/19210 65 79 93 100 Dimensions (en mm) B 90 125 160 200 C 90 125 160 200 D 55 66 67 67 Ep.Pointes crantées Ø4. vis autoforeuses.l'un est doté de pattes pliables .Pièce portée : pointes crantées PB Ø4.2.5 1.Trous de pointes Ø5 mm. . 4 7. Dimensions REFERENCE PCRIX 2. CHARGES ADMISSIBLES : voir tableau. Supports : Bois massif.5 2. fixation de feuillard Produits : bois massif.5/35 PCRIX 2. DIMENSIONS : voir tableau et plan coté. en milieu salin et dans l'industrie alimentaire.Le clip ZS38N assure la fixation des entretoises entre les entraits de fermettes ou le solivage de poutre I.5 mm.0 D2 5. bois composite. CONDITIONNEMENT : Cartons de 20 boites de 1. Dimensions REFERENCE A ZS38N 52 Dimensions (en mm) B 46 C 38 E 31 PCRIX . MATIERE : Acier galvanisé . épaisseur 0.75x32 mm.25 kg. N3.0/50 Dimensions (en mm) D 2. MATIERE : Inox AISI 316 Symbolique: X5CrNiMo17-12-2 Numérique: 1.1x35 mm ou pointes torsadées Ø3.75x38/1. Tête plate conique renforcée: Ø4. APPLICATIONS : Types : Fixation de sabots.5/50 PCRIX 2.0 mm. CHARGES ADMISSIBLES : voir tableau. MATIERE : Acier galvanisé DX51D+ Z275 suivant NF EN 10327.6 L 35 50 60 50 Les pointes torsadées galvanisées à chaud. Tête ronde sans marquage: Ø2.4 5.9 mm.4 5. CONDITIONNEMENT : Deux conditionnements disponibles : par boites de 1 kg ou par seau de 5 kg.25 sont utilisées pour la fixation de poutres en I recommandées dans la gamme spécifique des étriers pour bois composites.Pointes Crantées Inox et Pointes torsadées galvanisées Les pointes crantées inoxydables sont préconisées en ambiance agressive.5 2.5 4. bois lamellé collé. bois lamellé collé.5/60 PCRIX 4. fixation d'équerre.4401 DIMENSIONS : Produits standard. bois composite. FIXATIONS : Pointes crantées Ø3. voir tableau et schéma. galvanisé à chaud suivant la norme NF EN ISO 1461 DIMENSIONS : voir tableau REMARQUES : Utiliser des rondelles adaptées.8. Dimensions REFERENCE diamètre BSH12/180 BSH12/200 BSH12/240 BSH16/180 BSH16/200 BSH16/240 BSH16/300 BSH18/180 BSH18/200 BSH18/240 BSH18/300 12 12 12 16 16 16 16 18 16 16 18 Dimensions Filetage 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 L 180 200 240 180 200 240 300 180 200 240 300 .75x32/1.DIMENSIONS : voir tableau. INSTALLATION : La mise en œuvre des boulons est indissociable de l'emploi de rondelles conformes aux normes. Dimensions REFERENCE Diamètre N3.Boulons à tête carrée Les boulons de charpente à tête carrée sont utilisés dans les assemblages boulonnés. La charge reprise par un assemblage boulonné peut-être augmentée avec les crampons BDSD / BDDD ou les anneaux AD. MATIERE : acier de classe 4.75 Dimensions (en mm) Longueur 32 BSH .25 Ø3. CHARGES ADMISSIBLES : voir tableau. REMARQUES : Le diamètre intérieur doit être supérieur de 2 mm au diamètre nominal du boulon.Rondelles Galvanisées à Chaud Produits complémentaire aux boulons et conforme aux exigences de diamètre extérieur des règles CB71 DIMENSIONS : voir tableau. Dimensions REFERENCE A LL40/14/4 LL50/18/5 LL55/20/6 LL60/22/6 LL70/26/8 14 18 20 22 26 B 40 50 55 60 70 Ep. 4 5 6 6 8 Dimensions (en mm) Type de boulon M12 M16 M18 M20 M24 .Dimensions REFERENCE diamètre BSH20/180 BSH20/200 BSH20/240 BSH20/300 20 20 20 20 Dimensions Filetage 100 100 100 100 L 180 200 240 300 LL . et q ui sera matérialisée par le marquage CE. les abaques diffusées par les fabricants permettent de contrôler et de valider si l’assembleur et capable de reprendre cette charge. il est seulement autorisé de les faire travailler en reprise d’effort tranchant. Les répartitions des tâches à réaliser en fonction des systèmes d’attestation de conformité sont les suivantes : Systèmes d’attestation Evaluation du produit Essai de type initial Essai sur échantillon par sondage Certificatif Déclaratif 1+ 1 2+ FAB 2 FAB 3 ORN 4 FAB ORN ORN ORN ORN* FAB* . Caractéristiques et dimensionnement : Epaisseurs de tôle : Les épaisseurs de tôle les plus courantes sont comprises entre 1 et 4 mm. il est obligatoire que l’épaisseur de la tôle des sabots soit de 4 mm pour une stabilité de 30 minutes (DTU Bois Feu 88).Cette famille d’assembleur est composée d’éléments métalliques industrialisés utilisables en fermettes. Il est d’usage d’appliquer la règle suivante pour définir le type du sabot : • Développé du boîtier : 2/3 de la hauteur de la poutre x 2+ épaisseur de la poutre Tenue au feu : Il est également important de noter que. Il est important de souligner que les valeurs de comparaison établis dans ces abaques doivent avoir pour origine des essais et une interprétation réalisée par un laboratoire accrédité. Mise en œuvre : La mise en place de ce type de produit est réalisé en atelier ou sur chantier au moyen de pointes torsadées. Leurs géométries sont obtenues par pliage et/ou emboutissage. l’acier utilisé pour la fabrication de ces produits correspond à une qualité de type DX51D (Norme EN 10142) galvanisée (Z275). lorsque la structure doit répondre à des exigences de tenue au feu. La forme finale est obtenue par pliage et emboutissage à froid de tôle mince (1 à 4 mm). Fabrication : Assembleurs : En France. En conséquence. Selon la structure.Règles de calcul et de conception des charpentes en bois • NF ENV 1995 (NF P 21-711) : EC 5 – Eurocode 5 : Calcul des structures en bois Autres documents : • ETAG 015 : Eléments de connexion tridimensionnels • Guide des assemblages (CTBA) Principales spécifications et recommandations : Efforts de traction : Il est important de souligner que les sabots et étriers n’ont pas été testé dans des configurations de reprise d’effort de traction. Marquage CE : Chaque composant structurel de la construction classé et devant circuler au sein de l’Europe devra avoir une attestation de conformité. ou de chevilles. annelées ou cannelées. les équerres peuvent dans certains cas être assimilées à des pivots. en revanche. Dimensionnement : Il est d’usage d’assimiler les boîtiers et étriers à des appuis simples. En conséquence. Une fois ce travail réalisé. selon le cas pour le dimensionnement il est indispensable d’évaluer l’effort tranchant (et normal pour les équerres) qui agit sur ces produits. charpentes traditionnelles et lamellé collé. il est donc important de contrôler ce point (par exemple la liaison de montant de poutre au vent). Références normatives : Normes actuelles : • NF P 21-701 : Règles CB 71 . selon la directive communautaire sur les produits de la construction (DPC n° 89-106). selon les exigences du guide d’Agrément Technique Européen ETAG 015. applicable à partir du 24/09/2002 et exigible à partir de juin 2006. . doit respecter la norme NF XP01-010. d’inspection ou de certification) FAB : Fabricant * : Non obligatoire FAB Les boîtiers. Déchets acier : Les filières de recyclage des éléments en acier sont opérationnelles.Contrôle production FAB FAB FAB FAB FAB en usine (FPC) Evaluation du contrôle de la production en usine Inspection initiale ORN ORN ORN ORN Surveillance continue ORN ORN ORN ORN : Organisme notifié (d’essais. étriers et équerres métalliques nécessitent un système d’Attestation de Conformité de niveau 2+. que peut fournir sur demande le fabricant d’un produit de construction. Acquis environnementaux : Données environnementales : Le format des données environnementales. L’optimisation de la valorisation peut être assurée par un tri à la source des éléments métalliques.