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Guide technique sur la conception de poutres et colonnes en gros bois cecobois

Guide technique sur la conception de poutres et colonnes en gros bois cecobois remercie Ressources naturelles Canada et le ministère des Ressources naturelles et de la Faune du Québec pour leur contribution ﬁ nancière à la réalisation de ce guide. Guide technique sur la conception de poutres et colonnes en gros bois i Avant-propos Ce guide technique a pour but d’assister les ingénieurs et les architectes dans la conception de poutres et de colonnes de gros bois d’œuvre, de bois de charpente composite et de bois lamellé-collé. On y présente, entre autres, les avantages et les particularités des différents types de poutres et colonnes que l’on retrouve couramment sur le marché. On y présente également les principes de conception ainsi que les différentes normes de calcul utilisées. Ce guide met en outre l’accent sur les exigences concernant l’installation au chantier. Remerciements Les conseillers techniques de cecobois remercient les représentants des membres fabricants pour leurs commentaires constructifs sur les divers aspects techniques de ce guide de produits : • Yves Carignan, Architecture Toubois/Modulam ; • Julie Frappier, ing., Nordic Bois d’Ingénierie ; • Sylvain Gagnon, ing., FPInnovations ; • Sébastien Gilbert, Goodlam et Produits de bois d’ingénierie ; • Dominique Lavoie, ing., BOISE Solutions en bâtiments ; • Paul Martineau, Ashland Specialty Chemicals ; • Jocelyn Méthot, Weyerhaeuser ; • Martin Talbot, ing. jr., Architecture Toubois/Modulam. Nous remercions particulièrement l’APA-EWS, LVL Global, Weyerhaeuser et StructureCraft Builders pour les exemples d’identiﬁ cation ainsi que plusieurs images d’applications de produits montrés dans ce guide. Responsabilités du lecteur Bien que ce guide ait été conçu avec la plus grande exactitude conformément à la pratique actuelle du calcul des structures en bois, le Centre d’expertise sur la construction commerciale en bois n’est nullement respon- sable des erreurs ou des omissions qui peuvent découler de l’usage du présent guide. Toute personne utilisant ce guide en assume pleinement tous les risques et les responsabilités. Toute suggestion visant l’amélioration de notre documentation sera grandement appréciée et considérée dans les versions futures. Guide technique sur la conception de poutres et colonnes en gros bois ii Table des matières Avant-propos i Remerciements i Responsabilités du lecteur i Table des matières ii Liste des tableaux iv Liste des ﬁ gures v 1 Centre d’expertise sur la construction commerciale en bois 1 2 Généralités 2 2.1 Avantages environnementaux de la construction en bois 2 2.2 Avantages des bois d’ingénierie structuraux 3 3 Bois d’œuvre 5 3.1 Caractéristiques générales 5 3.2 Caractéristiques particulières 7 3.2.1 Bois de catégorie charpente légère de grande portée et montant d’ossature 7 3.2.2 Bois de catégorie solive et madrier, poutre et longeron et poteau et gros bois 7 3.2.3 Bois classés mécaniquement par résistance (MSR) 8 4 Bois de charpente composite 9 4.1 Caractéristiques générales 9 4.2 Caractéristiques particulières 10 4.2.1 Bois de placages stratiﬁ és (LVL) 10 4.2.2 Bois à copeaux parallèles (PSL) 11 4.2.3 Bois de longs copeaux laminés (LSL) 12 4.3 Fabrication 13 4.4 Contrôle de la qualité 16 4.5 Normalisation 16 4.6 Estimation 17 4.7 Identiﬁ cation 17 5 Bois lamellé-collé 18 5.1 Caractéristiques générales 18 5.2 Caractéristiques particulières 19 5.2.1 Bois lamellé-collé générique (selon CSA O122) 19 5.2.2 Bois lamellé-collé propriétaire 22 5.3 Fabrication 22 5.4 Contrôle de la qualité 23 5.5 Estimation 23 5.6 Identiﬁ cation 24 6 Adhésifs structuraux 24 6.1 Adhésifs phénoliques à base de formaldéhyde 25 6.2 Autres adhésifs 25 Guide technique sur la conception de poutres et colonnes en gros bois iii 7 Normes de calcul 26 7.1 Bois massif 26 7.1.1 Coefﬁ cient de système du bois massif (KH) 26 7.1.2 Coefﬁ cient de dimension du bois massif (KZ) 26 7.1.3 Coefﬁ cient d’entaille du bois massif (KN) 26 7.1.4 Éléments composés comprimés en bois massif 27 7.2 Bois de charpente composite 28 7.2.1 Coefﬁ cient de système du bois de charpente composite (KH) 29 7.2.2 Coefﬁ cient de dimension du bois de charpente composite (KZ) 29 7.2.3 Éléments composés comprimés en bois SCL 29 7.2.4 Éléments composés ﬂ échis en bois SCL 30 7.3 Bois lamellé-collé 31 7.3.1 Coefﬁ cient de système du bois lamellé-collé (KH) 31 7.3.2 Coefﬁ cient de dimension en ﬂ exion du bois lamellé-collé (KZbg) 32 7.3.3 Coefﬁ cient de cintrage du bois lamellé-collé (KX) 32 7.3.4 Coefﬁ cient de l’effort de cisaillement du bois lamellé-collé (Cv) 33 7.3.5 Coefﬁ cient d’entaille du bois lamellé-collé (KN) 33 7.3.6 Éléments composés comprimés en bois lamellé-collé 33 7.4 Stabilité latérale des éléments ﬂ échis 34 8 Conception selon le CNBC 35 8.1 Rôle et responsabilité des concepteurs 36 8.1.1 Concepteur du bâtiment 36 8.1.2 Concepteur des composants structuraux 36 8.2 Calcul de la ﬂ èche 37 8.2.1 Module d’élasticité réel 37 8.2.2 Module d’élasticité apparent 37 8.3 Construction en gros bois d’œuvre 38 8.3.1 Systèmes à poutres et poteaux 38 8.3.2 Fermes en gros bois d’œuvre et hybrides 39 8.3.3 Structures spatiales 41 8.3.4 Résilles, coques et dômes 42 8.4 Résistance au feu 43 8.4.1 Méthodes du CNBC 2005 44 8.4.2 Méthode américaine (Technical report 10 ) 48 8.4.3 Méthode européenne (Eurocode 5 : partie 1-2) 51 9 Considérations particulières 54 9.1 Traction perpendiculaire 54 9.2 Retrait et gonﬂ ement 54 9.3 Support latéral aux appuis et aux rives comprimées 54 9.4 Ouvertures, entailles et coupes en biseau 54 Guide technique sur la conception de poutres et colonnes en gros bois iv 9.5 Scellant, manipulation et emballage 55 9.6 Stabilité en cours de construction 56 10 Tableaux de détermination de la résistance au feu du BLC 57 10.1 Résistance au feu de poutres en BLC selon le CNBC 2005 57 10.2 Résistance au feu de colonnes en BLC selon le CNBC 2005 61 11 Fabricants 69 12 Références 70 Liste des tableaux Tableau 1 Résistances prévues des bois d’ingénierie structuraux 4 Tableau 2 Combinaisons d’essences de bois d’œuvre 5 Tableau 3 Fini du grain de bois du groupe E-P-S 6 Tableau 4 Dimensions du bois de catégorie charpente légère de grande portée et montant d’ossature 7 Tableau 5 Dimensions du bois de catégorie poutre et longeron 7 Tableau 6 Dimensions des bois classés mécaniquement par résistance 8 Tableau 7 Dimensions courantes des bois LVL 11 Tableau 8 Dimensions courantes des bois PSL 12 Tableau 9 Dimensions courantes des bois LSL 13 Tableau 10 Résistances génériques prévues des bois SCL (métrique) 16 Tableau 11 Résistances génériques prévues des bois SCL (impérial) 16 Tableau 12 Classes de contrainte du bois lamellé-collé selon CSA O122 20 Tableau 13 Dimensions courantes du bois lamellé-collé CSA O122 (élément rectiligne) 21 Tableau 14 Assemblage d’éléments composés comprimés en bois massif 28 Tableau 15 Coefﬁ cients de dimensions KZb et KZt pour les bois SCL 29 Tableau 16 Dimensions minimales des éléments d’une construction en gros bois d’œuvre 38 Tableau 17 Critères d’évalution de la résistance au feu 43 Tableau 18 Critères d’évaluation selon le type d’élément 43 Tableau 19 Dimensions minimales des toits et planchers en bois massif 47 Tableau 20 Coefﬁ cient d’ajustement des résistances (K) selon la norme américaine 48 Tableau 21 Vitesses de carbonisation ﬁ ctive des bois SCL 48 Tableau 22 Vitesses ﬁ ctives et épaisseurs de carbonisation selon AF & PA 48 Tableau 23 Propriétés géométriques d’une section transversale exposée au feu sur les quatre faces 49 Tableau 24 Coefﬁ cient d’ajustement des résistances (kﬁ ) selon la norme européenne 51 Tableau 25 Vitesses de carbonisation du bois selon l’Eurocode 5 : partie 1-2 51 Tableau 26 Coefﬁ cient de liaison kj tenant compte de l’effet des liaisons dans les panneaux à base 53 de bois recouverts par des voliges Tableau 27 Poutre en BLC sollicitiée à 75 % et exposée au feu sur trois faces (en minutes) 57 Tableau 28 Poutre en BLC sollicitiée à 100 % et exposée au feu sur trois faces (en minutes) 58 Tableau 29 Poutre en BLC sollicitiée à 75 % et exposée au feu sur quatre faces (en minutes) 59 Guide technique sur la conception de poutres et colonnes en gros bois v Tableau 30 Poutre en BLC sollicitiée à 100 % et exposée au feu sur quatre faces (en minutes) 60 Tableau 31 Colonne en BLC sollicitiée à 75 %, exposée au feu sur trois faces et élancement < 12 (en minutes) 61 Tableau 32 Colonne en BLC sollicitiée à 75 %, exposée au feu sur trois faces et élancement * 12 (en minutes) 62 Tableau 33 Colonne en BLC sollicitiée à 100 %, exposée au feu sur trois faces et élancement < 12 (en minutes) 63 Tableau 34 Colonne en BLC sollicitiée à 100 %, exposée au feu sur trois faces et élancement * 12 (en minutes) 64 Tableau 35 Colonne en BLC sollicitiée à 75 %, exposée au feu sur quatre faces et élancement < 12 (en minutes) 65 Tableau 36 Colonne en BLC sollicitiée à 75 %, exposée au feu sur quatre faces et élancement * 12 (en minutes) 66 Tableau 37 Colonne en BLC sollicitiée à 100 %, exposée au feu sur quatre faces et élancement < 12 (en minutes) 67 Tableau 38 uploads/Ingenierie_Lourd/ ceco-2370-guide-poutres-2-5-web.pdf