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Guide technique sur les poutrelles de bois en I pour la construction commercial

Guide technique sur les poutrelles de bois en I pour la construction commerciale cecobois remercie Ressources naturelles Canada et le ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs du Québec pour leur contribution financière à la réalisation de ce guide. Avant-propos Ce guide technique a pour but d’aider les ingénieurs et les architectes dans la conception de planchers et de toits utilisant des poutrelles de bois en I. 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 pour leurs com- mentaires constructifs sur les divers aspects techniques du présent guide : • Pierre Audet, ing., Groupe Distribution Toiture Mauricienne, • Yves Carignan, Groupe Distribution Toiture Mauricienne, • Julie Frappier, ing., Nordic Bois d’Ingénierie. Nous remercions particulièrement Nordic Bois d’Ingénierie pour la figure 5 et la figure 6. 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 de bois en I pour la construction commerciale III Table des matières TABLE des matières IV LISTE DES TABLEAUX V 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 bois en I 3 2.3 Normes de calcul 6 2.4 Fabrication 6 2.5 Contrôle de la qualité 8 2.6 Normalisation 8 2.7 Estimation 11 2.8 Identification 11 3 CONCEPTION SELON LE CNBC 12 3.1 Rôle et responsabilité des concepteurs 12 3.1.1 Concepteur du bâtiment 13 3.1.2 Concepteur des poutrelles de plancher et de toit 13 3.2 Calcul de la flèche 13 3.3 Performance des systèmes 14 3.4 Effets des charges près des appuis 16 3.5 Ouvertures maximales pour conduits dans le panneau d’âme 17 3.6 Résistances aux appuis 19 3.7 Résistance au feu et acoustique 20 3.7.1 Résistance au feu 20 3.7.2 Acoustique 21 4 INSTALLATION 22 4.1 Support latéral et transfert de charge 23 4.1.1 Support latéral des semelles 24 4.1.2 Support latéral avec des étriers métalliques 24 4.1.3 Panneau de rive 25 4.1.4 Poteau de transfert 26 4.1.5 Panneau de blocage et entretoises 27 4.2 Poutrelles parallèles à un mur extérieur 27 4.3 Raidisseur d’âme 28 4.4 Poutrelle double 28 4.5 Porte-à-faux 29 IV Guide technique sur les poutrelles de bois en I pour la construction commerciale 4.6 Balcon 30 4.7 Poutrelles de toit 31 4.8 Revêtement de plancher et de toit 31 4.9 Stabilité en cours de construction 32 5 TABLES DE PORTÉES 33 5.1 Poutrelles de plancher 33 5.2 Poutrelles de toit plat 37 6 EXEMPLES DE CONCEPTION 41 6.1 Plancher d’un hôtel 41 6.2 Toit plat 41 6.3 Plancher de bureau (par calculs) 42 7 FABRICANTS 44 8 RÉFÉRENCES 45 Liste des tableaux Tableau 1 Hauteurs courantes 4 Tableau 2 Caractéristiques des poutrelles de bois en I au Québec 8 Tableau 3 Résistances génériques pondérées (métrique) 9 Tableau 4 Résistances génériques pondérées (anglais) 10 Tableau 5 Flèches maximales autorisées pour les éléments structuraux en bois (adapté de CNRC 2006) 14 Tableau 6 Contribution des parois d’un plancher selon l’annexe D-2.3 du CNBC 2005 20 Tableau 7 Degré de résistance au feu, ITS et IIC de divers assemblages de planchers selon le CNBC 2005 22 Tableau 8 Charges verticales maximales pour panneau de rive 25 Tableau 9 Charges verticales maximales par paire de poteaux de transfert 26 Tableau 10 Portées admissibles de plancher (surcharge 1,9 kPa (40 lb/pi2) non pondérée) 33 Tableau 11 Portées admissibles de plancher (surcharge 1,9 kPa (40 lb/pi2) non pondérée) 34 Tableau 12 Portées admissibles de plancher (surcharge 4,8 kPa (100 lb/pi2) non pondérée) 35 Tableau 13 Portées admissibles de plancher (surcharge 4,8 kPa (100 lb/pi2) non pondérée) 36 Tableau 14 Portées admissibles de toit plat (neige 1,9 kPa (40 lb/pi2) non pondérée) 37 Tableau 15 Portées admissibles de toit plat (neige 2,4 kPa (50 lb/pi2) non pondérée) 38 Tableau 16 Portées admissibles de toit plat (neige 2,9 kPa (60 lb/pi2) non pondérée) 39 Tableau 17 Portées admissibles de toit plat (neige 3,4 kPa (70 lb/pi2) non pondérée) 40 Tableau 18 Fabricants de poutrelles de bois en I distribuant au Québec 44 Guide technique sur les poutrelles de bois en I pour la construction commerciale V 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 bâtiment commercial 3 Figure 4 Poutrelle de bois en I avec des semelles en bois de sciage (gauche) et en LVL (à l’extrême droite) 3 Figure 5 Tuyau dans le panneau d’âme 4 Figure 6 Ouvertures dans le panneau d’âme 4 Figure 7 Utilisation de la ressource 5 Figure 8 Potentiel de réchauffement climatique de systèmes de plancher (en kg CO2 /m2) 5 Figure 9 Fabrication des poutrelles de bois en I en longueur fixe 7 Figure 10 Exemple d’identification d’une poutrelle de bois en I 11 Figure 11 Critère de vibration réduite pour les produits de bois d’ingénierie structuraux 15 Figure 12 Amélioration de la performance d’un plancher 16 Figure 13 Distance et dimensions minimales pour les ouvertures 17 Figure 14 Combinaisons de charges avec une ouverture dans l’âme 18 Figure 15 Interfaces dans la détermination des réactions d’appuis 19 Figure 16 Logiciel Socrates du CNRC 21 Figure 17 Support latéral des semelles 24 Figure 18 Installation avec des étriers métalliques 24 Figure 19 Panneau de rive à un appui d’extrémité 25 Figure 20 Effet d’un panneau de rive en bois de sciage 25 Figure 21 Poteaux de transfert 26 Figure 22 Panneau de blocage et entretoise 26 Figure 23 Muret parallèle aux poutrelles 27 Figure 24 Mur non supporté latéralement 27 Figure 25 Blocage du mur parallèle 27 Figure 26 Raidisseurs d’âme à l’appui 28 Figure 27 Raidisseurs d’âme sous une charge concentrée 28 Figure 28 Remplissage d’une poutrelle double 28 Figure 29 Charge concentrée appliqué sur le côté 28 Figure 30 Bloc de remplissage pour une poutrelle double 29 Figure 31 Poutrelles en porte-à-faux 30 Figure 32 Renforcement d’un seul côté 30 Figure 33 Balcon avec poutrelles et solives en bois traité 30 Figure 34 Balcon auto-portant 30 Figure 35 Ventilation dans un toit en poutrelles de bois en I 31 Figure 36 Exemples de consigne de sécurité 32 VI Guide technique sur les poutrelles de bois en I 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’utili sation 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 un bâtiment en bois ; • les possibilités d’utilisation du bois en construction commerciale, industrielle ou institutionnelle ; • les produits de structure, les bois d’apparence et les parements disponibles ; • les propriétés mécaniques du bois et des bois d’ingénierie ; • les outils et les manuels de calcul des structures disponibles ; • les solutions constructives en bois appropriées ; • les avantages du bois du point de vue des impacts environnementaux ; • l’analyse du cycle de vie des matériaux, des bâtiments ou des systèmes de construction. 1 Centre d’expertise sur la construction commerciale en bois Visitez notre site Internet www.cecobois.com afin d’obtenir une vaste gamme d’information sur la construction non résidentielle en bois, des nouvelles, des fiches techniques et des outils de conception en ligne (figure 1). FIGURE 1 • Page www.cecobois.com Guide technique sur les poutrelles de bois en I pour la construction commerciale 1 2.1 Avantages environnementaux de la construction en bois Dans un monde sensibilisé à l’environnement, le bois devient de plus en plus le matériau de premier choix. Ainsi, plus les concepteurs s’efforcent de concevoir des bâtiments écologiques réduisant les contraintes imposées à l’environnement, plus les avantages de la construction en bois deviennent évidents. Le bois a beaucoup à offrir pour améliorer la performance uploads/Ingenierie_Lourd/ guide-poutrelles-en-i-2015-web.pdf