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Guide technique sur les poutrelles ajourées pour la construction commerciale Av

Guide technique sur les poutrelles ajourées pour la construction commerciale Avant-propos Ce guide technique a pour but d’aider les ingénieurs et les architectes dans la conception de planchers utilisant des poutrelles ajourées en bois. On y présente, entre autres, les avantages et les particularités des différents types de poutrelles que l’on trouve couramment sur le marché. On y présente également les prin- cipes de conception ainsi que les différentes normes de calcul utilisées. Ce guide met aussi l’accent sur les exigences concernant l’installation au chantier. Remerciements Les conseillers techniques de cecobois remercient les représentants des membres fabricants et collaborateurs pour leurs commentaires constructifs sur les divers aspects techniques du présent guide : • Sylvain Dumais, ing., Distribution Toiture Mauricienne, • Jacques Péloquin, ing., MiTek Canada, • Michel Lamontagne, ing., Bureau d’études Michel Lamontagne, • Éric St-Georges, ing. M. Sc. A., Douglas Consultants inc., • Louise Kupin, ing., Teknika-HBA. Nous remercions également MiTek Canada et Distribution Toiture Mauricienne pour les nombreuses photogra- phies des produits et des systèmes de plancher qui illustrent 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 pour les versions futures. Guide technique sur les poutrelles ajourées pour la construction commerciale III Table des matières TABLE DES MATIÈRES IV LISTE DES TABLEAUX VI LISTE DES FIGURES VI 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 poutrelles de plancher ajourées en bois 3 3 DESCRIPTION DES POUTRELLES DE PLANCHER AJOURÉES EN BOIS 4 3.1 Poutrelle ajourée à connecteurs métalliques 6 3.1.1 Caractéristiques générales 6 3.1.2 Normes de calcul 6 3.1.3 Caractéristiques particulières 7 3.2 Poutrelle ajourée à âme métallique 9 3.2.1 Caractéristiques générales 9 3.2.2 Normes de calcul 10 3.2.3 Caractéristiques particulières 10 3.3 Poutrelle ajourée à âme de bois dentée et collée 11 3.3.1 Caractéristiques générales 11 3.3.2 Normes de calcul 12 3.3.3 Caractéristiques particulières 12 3.4 Ouvertures 12 3.5 Fabrication 14 3.5.1 Poutrelle ajourée à connecteurs métalliques et à âme métallique 14 3.5.2 Poutrelle ajourée à âme de bois dentée et collée 15 3.6 Estimation 15 4 CONCEPTION SELON LE CNBC 16 4.1 Rôle et responsabilité des concepteurs 16 4.1.1 Concepteur du bâtiment 16 4.1.2 Concepteur des poutrelles de plancher 17 4.2 Normalisation des poutrelles ajourées 17 4.3 Conception des poutrelles ajourées 20 4.3.1 Flexion 20 4.3.2 Cisaillement 20 4.3.3 Flèche 21 4.4 Performance des systèmes 22 4.5 Résistance au feu et acoustique 24 4.5.1 Résistance au feu 24 4.5.2 Acoustique 25 IV Guide technique sur les poutrelles ajourées pour la construction commerciale 5 INSTALLATION 27 5.1 Support latéral et transfert de charge 28 5.1.1 Support latéral des semelles 28 5.1.2 Support latéral avec des étriers métalliques 28 5.1.3 Panneau de rive 29 5.1.4 Ceinture continue 30 5.1.5 Poteau de transfert 31 5.2 Raidisseurs continus 32 5.3 Poutrelles parallèles à un mur extérieur 32 5.4 Poutrelle double 33 5.4.1 Linteau encastré dans la poutrelle double 33 5.4.2 Linteau supporté par un étrier métallique vis-à-vis une membrure d’âme verticale 34 5.4.3 Linteau supporté par un renforcement de bois et un étrier métallique 35 5.5 Porte-à-faux 35 5.6 Balcon 36 5.7 Revêtement de plancher 36 5.8 Stabilité en cours de construction 37 6 TABLES DE PORTÉES 38 6.1 Poutrelles de plancher (1,9 kPa + 0,70 kPa non pondérées) 38 6.2 Poutrelles de plancher (1,9 kPa + 1,70 kPa non pondérées) 39 6.3 Poutrelles de plancher (4,8 kPa + 0,70 kPa non pondérées) 40 6.4 Poutrelles de plancher (4,8 kPa + 1,70 kPa non pondérées) 41 7 EXEMPLES DE CONCEPTION 42 7.1 Plancher d’un hôtel 42 7.2 Faisabilité d’une poutrelle ajourée avec connecteurs métalliques (par calculs) 42 8 FABRICANTS 45 9 RÉFÉRENCES 45 Guide technique sur les poutrelles ajourées pour la construction commerciale V Liste des tableaux Tableau 1 Réactions maximales pondérées (appui à la membrure supérieure en 4x2 selon le TPIC 2007) 8 Tableau 2 Ouvertures maximales selon la configuration des poutrelles (semelles en 3x2) 13 Tableau 3 Ouvertures maximales selon la configuration des poutrelles (semelles en 4x2) 13 Tableau 4 Caractéristiques des poutrelles ajourées au Québec 17 Tableau 5 Résistances génériques pondérées (métrique) 18 Tableau 6 Résistances génériques pondérées (anglais) 19 Tableau 7 Flèches maximales autorisées pour les éléments structuraux en bois (adapté de CNRC, 2006) 21 Tableau 8 Contribution des parois d’un plancher selon l’annexe D-2.3 du CNBC 2005 25 Tableau 9 Degré de résistance au feu, ITS et IIC de divers assemblages de planchers selon le CNBC 2005 26 Tableau 10 Charges verticales maximales pour panneau de rive 29 Tableau 11 Réactions maximales pondérées pour poutrelles renforcées à l’aide de poteaux de transfert 31 Tableau 12 Portées admissibles de plancher (surcharge 1,9 kPa (40 lb/pi²) non pondérée) 38 Tableau 13 Portées admissibles de plancher (surcharge 1,9 kPa (40 lb/pi²) non pondérée) 39 Tableau 14 Portées admissibles de plancher (surcharge 4,8 kPa (100 lb/pi²) non pondérée) 40 Tableau 15 Portées admissibles de plancher (surcharge 4,8 kPa (100 lb/pi²) non pondérée) 41 Liste des figures Figure 1 Page www.cecobois.com 1 Figure 2 Cycle de vie des matériaux de construction 2 Figure 3 Données comparatives du cycle de vie d’un restaurant (acier = base comparative de 100 %) 3 Figure 4 Potentiel de réchauffement climatique de systèmes de plancher (en kg CO2 /m²) 4 Figure 5 Modèle « Warren » 4 Figure 6 Modèle « Warren modifié » 4 Figure 7 Nomenclature d'une poutrelle ajourée 5 Figure 8 Poutrelles ajourées à connecteurs métalliques 5 Figure 9 Poutrelles ajourées à âme métallique 5 Figure 10 Poutrelles ajourées à âme de bois dentée et collée 6 Figure 11 Système de plancher de poutrelles ajourées 6 Figure 12 Poutrelle ajourée à connecteurs métalliques 6 Figure 13 Connecteurs métalliques 7 Figure 14 Appui à la membrure supérieure 7 Figure 15 Doublage des semelles et des membrures d'âme 9 Figure 16 Bout ajustable d'une poutrelle ajourée à connecteurs métalliques 9 VI Guide technique sur les poutrelles ajourées pour la construction commerciale Figure 17 Poutrelle à âme métallique 10 Figure 18 Membrures d’âme métallique 10 Figure 19 Appui à la membrure supérieure 10 Figure 20 Doublage des diagonales 11 Figure 21 Bouts ajustables 11 Figure 22 Poutrelle ajourée à âme de bois dentée et collée (Open Joist 2000™) 11 Figure 23 Configuration des ouvertures 12 Figure 24 Fabrication des poutrelles ajourées à connecteurs métalliques 14 Figure 25 Fabrication des poutrelles Open Joist 2000™ 15 Figure 26 Efforts combinés pour la flexion locale 20 Figure 27 Critère de vibration réduite pour les produits de bois d’ingénierie structuraux 23 Figure 28 Amélioration de la performance d’un plancher 24 Figure 29 Logiciel Socrates du CNRC 25 Figure 30 Appui sur un mur 28 Figure 31 Appui avec étrier métallique 28 Figure 32 Appui à la membrure supérieure 28 Figure 33 Installation avec des étriers métalliques 28 Figure 34 Panneau de rive à un appui d’extrémité 29 Figure 35 Effet d’un panneau de rive en bois de sciage 29 Figure 36 Ceinture continue en 2x4 30 Figure 37 Alignement des poutrelles avec les colombages 30 Figure 38 Poteaux de transfert sous les colombages 30 Figure 39 Renfort avec deux poteaux de transfert 31 Figure 40 Renfort avec trois poteaux de transfert 31 Figure 41 Raidisseurs continus installés contre la semelle supérieure 32 Figure 42 Muret parallèle aux poutrelles 32 Figure 43 Mur non supporté latéralement 33 Figure 44 Blocage du mur parallèle 33 Figure 45 Linteau encastré dans la poutrelle double 34 Figure 46 Linteau supporté par un étrier métallique 34 Figure 47 Linteau supporté par un renforcement de bois et un étrier métallique 35 Figure 48 Poutrelle en porte-à-faux avec un renforcement 35 Figure 49 Balcon avec poutrelles et solives en bois traité 36 Figure 50 Balcon autoportant 36 Figure 51 Exemples de consignes de sécurité 37 Guide technique sur les poutrelles ajourées pour la construction commerciale VII VIII Guide technique sur les poutrelles ajourées pour la construction commerciale Le Centre d’expertise sur la construction commerciale en bois (cecobois) est un organisme à but non lucratif dont la mission est d’appuyer sans frais les promoteurs, les développeurs ainsi que les firmes d’ingénieurs et d’architectes en matière d’utilisation du bois dans les constructions non résidentielles au Québec. cecobois est votre ressource première afin d’obtenir des : • références sur les produits du bois, leurs propriétés et les fournisseurs ; • conseils techniques en matière de faisabilité d’utilisation dans les projets commerciaux ; • renseignements et des services sur des solutions constructives en bois. Vous êtes promoteur, ingénieur ou architecte ? cecobois peut vous renseigner sur : • l’interprétation du Code du bâtiment ; • la démarche à suivre pour concevoir uploads/Ingenierie_Lourd/ guide-pout-rel-les-ajourees-lr.pdf