Construction en bois massif Flashcards
Pourquoi les pièces de bois massif, longtemps utilisées pour la construction de bâtiments, sont-elles aujourd’hui peu utilisées ?
Les pièces de bois massif sont peu utilisées aujourd’hui pour plusieurs raisons :
Elles nécessitent l’abattage de gros arbres et génèrent beaucoup de rebuts.
Elles étaient traditionnellement fabriquées avec du bois franc (chêne, érable, frêne), mais ces bois sont désormais principalement utilisés pour les revêtements de planchers en raison de leur disponibilité.
Elles contiennent des défauts (nœuds, fissures, etc.) qui réduisent leur capacité portante.
Leur stabilité dimensionnelle est faible, car elles sont sensibles aux variations d’humidité
De quoi dépend la teneur en eau du bois ?
La teneur en eau du bois dépend de l’humidité relative de l’air ambiant.
Comment la taille des pièces de bois affecte-t-elle les mouvements d’eau ?
Plus les pièces de bois sont grosses, plus les mouvements d’eau sont lents.
Quels sont les effets des variations de la teneur en eau du bois ?
Les variations de la teneur en eau du bois entraînent un retrait important, particulièrement dans l’axe tangentiel, provoquant le gauchissement des pièces et l’apparition de fissures longitudinales.
Qu’est-ce que le fluage ?
Le fluage est la déformation lente et irréversible d’un matériau sous l’action d’une charge imposée pendant une période prolongée.
Quels matériaux sont concernés par le fluage ?
Le fluage concerne les matériaux poreux et est associé à une réorganisation de leur structure interne.
Combien de temps peut se poursuivre le fluage et quelles sont les déformations possibles ?
Le fluage peut se poursuivre pendant plusieurs années, et les déformations associées peuvent atteindre jusqu’à deux fois la déformation initiale sous l’effet de la charge externe.
Pourquoi le fluage doit-il être pris en compte dans le dimensionnement des structures ?
Le fluage doit être pris en compte, particulièrement pour les toits, car ils supportent une charge de neige pendant plusieurs mois par an.
Pourquoi les charpentes en bois massif possèdent-elles une bonne résistance au feu, malgré le fait que le bois soit combustible ?
Les charpentes en bois massif possèdent une bonne résistance au feu parce que le bois brûle lentement (environ 0,6 mm/min) et que la couche de bois carbonisé qui se forme en surface protège le cœur des pièces en BLC, permettant de conserver leur capacité portante suffisamment longtemps pour préserver l’intégrité structurale. De plus, il n’est pas rare que les pièces en BLC soient sur-dimensionnées pour améliorer leur résistance au feu. Cependant, le bois qui brûle émet des fumées toxiques, et des mesures doivent être prises pour protéger les occupants des bâtiments contre ces émanations en cas d’incendie.
Comment varient les propriétés mécaniques du bois en fonction de l’orientation des efforts ?
La résistance du bois est élevée dans la direction parallèle au fil, mais beaucoup plus faible dans la direction perpendiculaire au fil.
Quels sont les facteurs qui peuvent affaiblir le bois et réduire sa résistance mécanique ?
Les pièces de bois peuvent contenir des défauts tels que des nœuds, des entailles, et des fissures, ce qui affaiblit leur résistance. De plus, plus la pièce de bois est grosse, plus la perte de résistance due aux défauts est importante.
Quels sont les facteurs influençant les propriétés mécaniques du bois ?
Les propriétés mécaniques du bois dépendent de l’essence utilisée, de la taille des pièces, de la présence de défauts (entailles, nœuds, imperfections géométriques, etc.), du type de sollicitation (flexion, tension, compression ou cisaillement) et de l’orientation des efforts par rapport au fil.
Pourquoi le bois ne peut-il pas être utilisé comme isolant en climat froid ?
Bien que le bois ne soit pas un très bon conducteur thermique, il ne peut pas être utilisé comme isolant en climat froid.
Pourquoi les charpentes en bois sont-elles réputées pour leur mauvaise qualité d’isolation acoustique ?
Les charpentes en bois sont réputées pour leur mauvaise qualité d’isolation acoustique car le bois transmet facilement les sons aériens et, surtout, les bruits d’impact.
Comment les systèmes constructifs en bois peuvent-ils améliorer l’isolation thermique et acoustique ?
Les systèmes constructifs en bois peuvent posséder de bonnes propriétés d’isolation thermique et acoustique en combinant l’usage de divers matériaux.
Avec quel matériau sont construites aujourd’hui les ossatures massives en bois ?
Aujourd’hui, les ossatures massives en bois sont construites avec du bois lamellé-collé.
Comment sont fabriquées les pièces en bois lamellé-collé ?
Les pièces en bois lamellé-collé sont fabriquées en empilant et collant de minces lamelles de bois de 1 1/2 po. d’épaisseur les unes sur les autres pour former une pièce massive.
Quelles sont les largeurs standard disponibles pour les pièces en bois lamellé-collé au Canada ?
Les pièces en bois lamellé-collé au Canada sont disponibles en 7 largeurs standard variant de 3 1/8 po. (80 mm) à 14 3/8 po. (365 mm).
Comment est exprimée la hauteur des poutres en bois lamellé-collé ?
La hauteur des poutres est exprimée en multiples de 1 1/2 po. (l’épaisseur d’une lamelle).
Quelles sont les limitations pour la fabrication de pièces en bois lamellé-collé de grandes dimensions ?
Les pièces de très grandes dimensions peuvent être fabriquées, mais les hauteurs et les longueurs maximales sont limitées par les contraintes de transport et de manutention.
Quel est l’avantage constructif des poutres en bois lamellé-collé ?
L’avantage constructif des poutres en bois lamellé-collé est qu’elles peuvent facilement être courbées en usine, car elles sont constituées de minces lamelles de bois.
Quelle est la différence entre la classification des pièces de bois pour les charpentes légères et celles utilisées pour les poutres en bois lamellé-collé ?
Contrairement au bois de sciage utilisé pour les charpentes légères, qui est classé manuellement, les pièces de bois pour les poutres en bois lamellé-collé sont classées mécaniquement, c’est-à-dire testées sous une presse hydraulique pour ne retenir que les pièces de la meilleure qualité.
Pourquoi les pièces en bois lamellé-collé possèdent-elles une meilleure stabilité dimensionnelle que les pièces en bois massif ?
Les pièces en bois lamellé-collé ont une meilleure stabilité dimensionnelle que les pièces en bois massif pour trois raisons :
Les lamelles de bois, étant de petites dimensions, atteignent un plus haut degré de séchage que les pièces massives.
La colle entre les lamelles est imperméable, ce qui restreint les mouvements d’humidité.
Contrairement aux pièces massives, les composantes en bois lamellé-collé sont habituellement recouvertes d’une couche de vernis imperméable.
Pourquoi les charpentes en bois sont généralement plus massives que celles en acier ?
Les charpentes en bois sont plus massives que celles en acier car le bois est un matériau beaucoup moins performant que l’acier.
Sur quel type de trame sont généralement construites les charpentes en bois ?
Comme pour l’acier, la plupart des charpentes en bois sont construites sur des trames bidirectionnelles avec des portées usuelles variant de 6 à 10 m.
Pourquoi les poutres principales sont-elles souvent orientées selon l’axe court dans les trames rectangulaires ?
Les poutres principales sont souvent orientées selon l’axe court pour réduire l’épaisseur des planchers.
Pourquoi l’espacement des poutrelles dans les charpentes en bois varie habituellement de 2 à 4 m, contrairement aux charpentes en acier ?
L’espacement des poutrelles dans les charpentes en bois varie de 2 à 4 m parce que les pontages en bois sont plus résistants que les platelages en acier, ce qui permet un espacement plus large. Dans les charpentes en acier, cet espacement excède rarement 2 m.
Pourquoi l’espacement des poteaux dans les charpentes en bois peut-il atteindre plus de 6 m ?
L’espacement des poteaux dans les charpentes en bois peut atteindre plus de 6 m parce que les pontages en bois sont plus résistants que les platelages en acier, permettant un espacement plus large. Cet espacement dépasse rarement 4 m dans les charpentes en acier.
Pourquoi le pontage en bois est-il souvent recouvert d’une chape de béton ?
Le pontage en bois est souvent recouvert d’une chape de béton (habituellement de 50 mm d’épaisseur) pour accroître la rigidité, la résistance au feu et l’isolation acoustique des planchers
Quelles sont les contraintes pratiques qui limitent souvent la hauteur maximale des poutrelles dans les bâtiments de plusieurs étages ?
Des contraintes pratiques, telles que la gestion de l’espace et des considérations structurelles, limitent souvent la hauteur maximale des poutrelles pour des bâtiments de plusieurs étages.
Quel est le compromis souvent effectué dans le choix des profilés pour les charpentes en bois ?
Option A : On choisit les profilés les plus étroits par souci d’économie, ce qui augmente la hauteur des poutres et l’épaisseur des planchers.
Option B : On choisit des poutrelles étroites pour l’efficacité, mais des poutres plus larges pour que leur hauteur soit la même que celle des poutrelles, réduisant ainsi la hauteur des planchers.
Option C : On choisit des poutres et poutrelles plus larges (et donc plus coûteuses) pour réduire l’épaisseur des planchers et obtenir des proportions plus harmonieuses.
Quelles stratégies de contreventement sont utilisées dans les charpentes massives en bois ?
Dans les charpentes massives en bois, les stratégies de contreventement sont similaires à celles des charpentes en acier, incluant :
Des contreventements en treillis (en bois ou en acier).
Des murs de refend en béton ou en bois (les murs porteurs à ossature légère peuvent aussi agir comme contreventement lorsqu’ils sont recouverts de contreplaqué).
Des contreventements par cadres rigides en bois (plus efficaces que ceux en acier grâce aux grandes dimensions des poteaux et poutres en bois).
L’utilisation de jambes de force à la jonction poteau-poutre pour créer des cadres rigides avec des joints rotulés, une technique encore utilisée aujourd’hui
Comment peut-on obtenir des joints rigides pour les cadres rigides utilisés comme contreventement dans les charpentes en bois massif ?
Pour obtenir des joints rigides, on ajoute une pièce en bois diagonale, appelée jambe de force, entre le poteau et la poutre. Cela forme un triangle, ce qui permet à l’assemblage de se comporter comme un joint rigide, même si les assemblages de chaque composant (poteau, poutre et entretoise) sont rotulés.
Comment la poutre hybride bois-acier est-elle reliée au tirant en acier ?
Des poinçons, en bois ou en acier, joignent la poutre au tirant en acier.
Quels types d’assemblages sont utilisés aujourd’hui pour les charpentes massives en bois ?
Aujourd’hui, on utilise les types d’assemblages suivants pour les charpentes massives en bois :
Les assemblages boulonnés avec goussets métalliques.
Les assemblages avec étriers métalliques.
Les assemblages par répétition d’éléments.
Quels sont les avantages de l’assemblage avec un gousset métallique inséré au centre des pièces de bois ?
L’assemblage avec un gousset métallique inséré au centre des pièces de bois offre deux avantages :
Une meilleure qualité esthétique, car les goussets sont dissimulés à la vue.
Une meilleure résistance au feu, car le gousset en acier est protégé par la pièce de bois qui l’entoure.
Comment réalise-t-on l’assemblage entre une poutre et une poutrelle de manière simple ?
La manière la plus simple consiste à fixer un étrier métallique (en forme de U) sur la poutre et à y insérer la poutrelle, qui sera ensuite boulonnée à l’étrier.
Comment peut-on rendre l’assemblage entre la poutre et la poutrelle plus élégant ?
Les étriers peuvent être dissimulés au centre de la poutre pour rendre l’assemblage plus élégant. De plus, un seul boulon suffit souvent à maintenir la poutrelle en place, car les boulons ne sont pas sollicités en cisaillement.
Comment l’assemblage des poteaux en BLC sur les semelles de fondation est-il généralement réalisé ?
L’assemblage des poteaux en BLC sur les semelles de fondation se fait généralement en utilisant des étriers en forme de U ou des étriers avec une plaque d’acier dissimulée au centre du poteau
Quel type d’effort est transmis par les boulons et quel type d’effort est transmis par l’étrier ?
Les boulons transmettent des efforts de cisaillement de la poutrelle vers la poutre, tandis que l’étrier transmet un effort de compression de la poutrelle vers la poutre.
Pourquoi double-t-on (ou quadruple-t-on) souvent les poutres et/ou les poteaux dans les charpentes en bois ?
On double (ou quadruple) les poutres et/ou les poteaux pour éviter qu’ils ne se croisent dans un même plan, ce qui facilite considérablement les assemblages. Cela permet également d’utiliser des pièces de plus petites dimensions et de construire facilement des porte-à-faux, ce qui constitue un grand avantage constructif.
Que permet de réaliser en séparant le poteau en 4 éléments et en superposant les poutres ?
Cela permet d’éviter que les éléments se croisent, facilitant ainsi les assemblages.
Pourquoi faut-il éviter de suspendre une charge sous une poutre en bois ?
Il faut éviter de suspendre une charge sous la poutre car cela impose au bois des contraintes de tension perpendiculaires au fil. Le bois résiste mal à ce type de sollicitation et peut se fendre facilement, menaçant ainsi l’intégrité structurale de l’assemblage.
Pourquoi est-il préférable de s’appuyer au-dessus de la poutre avec une plaque en acier plutôt que de suspendre une charge sous la poutre ?
Il est préférable de s’appuyer au-dessus de la poutre avec une plaque en acier pour transmettre des contraintes de compression perpendiculaires au fil, car le bois résiste mieux à ce type de sollicitation. La plaque d’acier doit être suffisamment grande pour prévenir l’écrasement des fibres de bois.
Pourquoi les assemblages boulonnés en bois peuvent-ils entraîner la “déchirure” de la pièce de bois ?
Les assemblages boulonnés en bois peuvent entraîner la “déchirure” de la pièce de bois dans la direction parallèle au fil en raison de la faible résistance du bois au cisaillement, surtout lorsque les assemblages sont soumis à des efforts de tension en l’absence de goussets métalliques. Cela peut provoquer la rupture de l’assemblage.
Qu’est-ce que le bois lamellé-croisé (CLT) et pourquoi suscite-t-il un fort engouement depuis une dizaine d’années ?
Le bois lamellé-croisé (CLT) est un matériau de construction constitué de plusieurs couches de bois empilées et collées perpendiculairement les unes sur les autres. Il est utilisé pour fabriquer des panneaux de charpentes massives. En raison de l’anisotropie du bois, cet empilage croisé permet d’uniformiser ses propriétés et de lui conférer un comportement plus homogène. Le CLT suscite un fort engouement en raison de ses performances mécaniques et de son impact environnemental réduit.
Les panneaux de CLT varient en épaisseur (114 à 266 mm) et en dimensions (largeur : 1,2 à 3 m, longueur : jusqu’à 20 m).
Comment les panneaux de CLT peuvent-ils être utilisés comme murs ?
Les panneaux de CLT peuvent également être utilisés comme des murs porteurs et/ou des murs de refend, assurant la stabilité et la résistance de la structure verticale d’un bâtiment.
Quels matériaux sont principalement utilisés pour assembler des panneaux en CLT ?
Pour assembler des panneaux en CLT, on utilise principalement des vis très longues, de petites lamelles de bois d’ingénierie (contreplaqué, PSL, LVL), et, au besoin, des pièces en acier (comme des cornières ou des éléments en forme de T).
