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Guide technique sur la conception de bâtiments à ossature légère en bois cecobo

Guide technique sur la conception de bâtiments à ossature légère en bois cecobois remercie Ressources naturelles Canada et le ministère des Ressources naturelles du Québec pour leur contribution ﬁ nancière à la réalisation de ce guide. Photo de la page couverture : Holiday Inn Express & Suites de Saint-Hyacinthe Guide technique sur la conception des bâtiments à ossature légère en bois i Avant-propos Ce guide technique a pour but d’assister les ingénieurs et les architectes dans la conception de bâtiments à ossature légère. Depuis plusieurs années déjà, ce type de construction fait appel à plusieurs composantes structurales préfabriquées en usine, ce qui offre de nombreux avantages comme la qualité de la fabrication et la rapidité d’installation au chantier. Ce guide technique présente, entre autres, les avantages et les particularités de la construction à ossature légère, ainsi que les principes de conception et les normes de calcul utilisés. Il met aussi l’accent sur les détails de construction et les exigences concernant l’installation au chantier. Les calculs montrés dans ce guide technique sont basés sur la norme CSA O86-09. Remerciements Les conseillers techniques de cecobois remercient particulièrement les ingénieurs suivants pour leurs commentaires constructifs sur les divers aspects techniques du présent guide : • Michel Lamontagne, ing., Bureau d’études Michel Lamontagne ; • Mario Payeur, ing., M.Sc. et Kevin Below, ing., Ph.D., Douglas Consultants inc. ; • Jacques Péloquin, ing., Structures Truss Experts ; • Marc Asselin, ing., Structures R.B.R. Inc. Nous remercions également les membres de l’Association québécoise des fabricants de structures en bois (AQFSB) pour les nombreuses photos et images 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 (cecobois) n’est nullement responsable 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 toutes les responsabilités. Toute suggestion visant l’amélioration de notre documentation sera grandement appréciée et considérée pour les versions futures. Guide technique sur la conception des bâtiments à ossature légère en 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 iv 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 de la construction à ossature légère en bois 3 3 Description des composantes 5 3.1 Les matériaux de base 5 3.2 Les fermes de toit 6 3.3 Les poutrelles de plancher 6 3.4 Les poutres et colonnes 6 3.5 Les murs 6 3.5.1 Éléments d’ossature 6 3.5.2 Colombages 6 3.5.3 Lisses et sablières 7 3.5.4 Ouvertures dans les murs 7 4 Contreventement 7 4.1 Généralités 7 4.2 Diaphragmes et murs de refend 8 4.3 Systèmes d’attache et ancrages 8 4.3.1 Les clous 9 4.3.2 Boulons, tire-fond et vis 10 4.3.3 Étriers 10 4.3.4 Ancrages 11 4.3.5 Ancrages des murs préfabriqués à la fondation 12 4.3.6 Ancrages des murs de refend 13 4.3.7 Considérations relatives au calcul parasismique des murs de refend et des diaphragmes 15 4.3.8 Principaux fabricants de connecteurs et d’ancrages 15 5 Fabrication en usine et manutention 15 5.1 Fermes de toit 15 5.1.1 Assemblage de plusieurs fermes groupées 16 5.1.2 Bonne pratique de levage d’un groupe de fermes assemblées au sol 16 5.2 Poutrelles de plancher 17 5.3 Murs 17 5.3.1 Bonne pratique de levage des murs 18 Guide technique sur la conception des bâtiments à ossature légère en bois iii 6 Conception d’une construction à ossature légère en bois 18 6.1 Rôle et responsabilités des concepteurs 18 6.2 Normes de calcul 19 6.3 Calcul de l’ossature des murs 19 6.3.1 Calcul des colombages 19 6.3.2 Calcul des lisses et sablières 28 6.3.3 Calcul des linteaux et poteaux aux ouvertures 30 6.3.4 Panneaux de bois 34 6.4 Diaphragmes et murs de refend 34 6.4.1 Généralités 34 6.4.2 Principes de calcul 35 6.4.3 Conception des diaphragmes 36 6.4.4 Calcul de la ﬂ èche des diaphragmes 38 6.4.5 Calcul des murs de refend 42 6.4.6 Ouvertures dans les murs 44 6.4.7 Répartition des charges latérales sur les segments de mur de refend 46 6.4.8 Coefﬁ cient de l’effet d’absence des ancrages de retenue Jhd 47 6.4.9 Calcul du Jhd 49 6.4.10 Efforts dans les membrures d’extrémité des segments de mur de refend 50 6.4.11 Contribution des panneaux de gypse 51 6.4.12 Calcul de la ﬂ èche des murs de refend 51 6.5 Effets combinés des charges sur les connecteurs 55 6.5.1 Étriers spécialisés 55 6.5.2 Murs de refend 56 7 Divers 57 7.1 Retrait et tassement 57 7.2 Logiciels 59 7.3 Degré de résistance au feu 59 8 Fabricants 60 9 Références 60 Guide technique sur la conception des bâtiments à ossature légère en bois iv Liste des tableaux Tableau 1 Exemple de coefﬁ cient de réduction de la résistance latérale des clous 9 Tableau 2 Résistance pondérée des colombages de mur 38 x 89 SPF no 2 21 Tableau 3 Résistance pondérée des colombages de mur 38 x 89 MSR 2100Fb – 1.8E 22 Tableau 4 Résistance pondérée des colombages de mur 38 x 140 SPF no 2 23 Tableau 5 Résistance pondérée des colombages de mur 38 x 140 MSR 2100Fb – 1.8E 24 Tableau 6 Résistance pondérée des colombages de mur 38 x 184 SPF no 2 25 Tableau 7 Résistance pondérée des colombages de mur 38 x 184 MSR 2250Fb – 1.9E 26 Tableau 8 Résistance pondérée des sablières (doubles et triples) 28 Tableau 9 Comparaison en compression de ﬂ anc (application planche) de certains types de bois 29 Tableau 10 Équivalence de densité, bois classé visuellement et mécaniquement pour le calcul des attaches 35 Tableau 11 Résistance pondérée au cisaillement des diaphragmes sans entremises 36 Tableau 12 Valeurs de EA, Bv et en de certains matériaux 39 Tableau 13 Résistance latérale pondérée d’un clou (kN) 41 Tableau 14 Résistance pondérée au cisaillement des murs de refend avec entremises 42 Tableau 15 Coefﬁ cient d’ajustement de résistance, Jub, pour les murs de refend sans entremises 44 Tableau 16 Flèche des segments de mur calculée au prorata des longueurs des segments de mur 53 Tableau 17 Flèche des segments de mur calculée au prorata des rigidités des segments de mur (itération 1) 54 Tableau 18 Flèche des segments de mur calculée au prorata des rigidités des segments de mur (itération 2) 54 Tableau 19 Résultat du calcul du tassement dans un mur 58 Liste des ﬁ gures 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 Système de construction à plate-forme 3 Figure 5 Fermes de 24,4 m de portée 4 Figure 6 Murs préfabriqués 4 Figure 7 Légèreté des structures à ossature 4 Figure 8 Table d’assemblage de fermes 4 Figure 9 Comparaison de la résistance thermique entre des colombages de bois et d’acier 5 Figure 10 Logo de l’AQFSB 5 Figure 11 Exemples d’estampilles de classiﬁ cation du bois 5 Figure 12 Principaux éléments constituant un mur à colombages en bois 6 Figure 13 Charges latérales appliquées parallèlement aux fermes 7 Figure 14 Charges latérales appliquées perpendiculairement aux fermes 7 Figure 15 Revêtement de mur avec panneaux OSB et détail d’entremises 8 Guide technique sur la conception des bâtiments à ossature légère en bois v Figure 16 Revêtement de toit avec panneaux de contreplaqué 8 Figure 17 Effets des charges latérales sur les bâtiments 9 Figure 18 Clous spéciaux (USP Connectors de Mitek) 10 Figure 19 Boulons, tire-fonds et vis à bois 10 Figure 20 Ancrage d’une ferme avec des clous ou des vis 10 Figure 21 Vis à bois auto-taraudeuses 10 Figure 22 Exemples d’étriers spécialisés 10 Figure 23 Exemple de détails d’ancrage des fermes de toit et de plancher 11 Figure 24 Exemple de détails d’ancrage à la fondation 12 Figure 25 Installation de murs préfabriqués 12 Figure 26 Boulon d’ancrage trop enfoncé dans la lisse 12 Figure 27 Détail d’attache d’un mur préfabriqué à une lisse boulonnée au sol au préalable 13 Figure 28 Détail d’attache d’un mur préfabriqué ancré à travers une lisse déjà au sol 13 Figure 29 Autres types d’ancrage 13 Figure 30a Boulon d’ancrage 14 Figure 30b Ancrages de retenue 14 Figure 31 Ancrages de retenue avec bandes de métal 14 Figure 32 Ancrages spéciaux 14 Figure 33 Limite de hauteur de fabrication 15 Figure 34 Ensemble de fermes à 4 versants assemblées en usine 16 Figure 35 Plusieurs fermes assemblées au sol et manipulées en bloc 16 Figure 36 Utilisation de traverses continues pour soulever un groupe de fermes 16 Figure 37 Effet possible de voilage et de poussée sur les murs latéraux lors de la pose 16 Figure 38 Plancher préfabriqué 17 Figure 39 Fabrication et livraison de murs 17 Figure 40 Niveau de ﬁ nition des uploads/Ingenierie_Lourd/ guide-technique-sur-la-conception-de-batiments-a-ossature-legere-en-bois.pdf