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Defis et points d'attention pour la stabilite structurale des batiments multi-etages en bois.

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Lecture given during the Wood2Build International Tradeshow in the framework of the Innov'Action "Bois".

Conférence donnée lors de l'Innov'Action "Bois" dans le cadre du salon Wood2Build.

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  • Canada : bâtiment de 20 étages pousse toutes les 30 minutes…Démysthifier le multi-étages bois du point de vue stabilité
  • Voir STEP 2 pour appelations bracing
  • Colombie britannique (Bibliothèque 5 étages )Blumer lehmann Timber construction LTC (7 étages à Zurich)
  • University of British Columbia – Earth Sciences Building (n=5) : CLT+Glulam+LSL
  • 3 lisses x 38mm + 1 solive de 225 = 339mm * 0.28% * 6%Montants de 250mm
  • Bois sec veut dire « livré » ou « stocké » sur chantier. Ne pas laisser la structure bois exposée.Evacuer l’eau accumulée après oragesForté : Lend Lease pour protégrer les panneaux
  • Bois sec veut dire « livré » ou « stocké » sur chantier. Ne pas laisser la structure bois exposée.Evacuer l’eau accumulée après oragesForté : Lend Lease pour protégrer les panneaux
  • Facteur 17,5
  • Addendum 2008 !Rapport de 10 sur les résistances en compression
  • Addendum 2008 !
  • Defis et points d'attention pour la stabilite structurale des batiments multi-etages en bois.

    1. 1. Défis et points d’attention pour lastabilité structurale des bâtimentsmulti-étages en boisir. B. ParmentierDivision StructuresCSTC06/06/2013
    2. 2. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesHaesley Nine Bridges Golf Clubhouse (Yeoju, KR)http://www.solidform.co.uk
    3. 3. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 Perspectives1 Contexte
    4. 4. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 Perspectives4/16Stadhaus (London)9 étagesFondaction (Québec)6 étagesVancouver (?)30 étagesForté (Melbourne)10 étagess haut
    5. 5. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesCertaines règlementations nationales limitentle # étages en bois56 689
    6. 6. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 Perspectives6/162 Principes Stabilité
    7. 7. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPrincipes StabilitéStabilité globaleStabilité locale7/16Glissement Renversement CisaillementSoulèvement
    8. 8. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesLa stabilisation horizontale sert 2 principes… La mise en parallélogramme amenant une ruine potentielle Des déformations trop grandes hors du plan de longs voiles8/16Murs non stabilisés Déformation globale en Blocage plancherou entraits toiture+ contreventer les mursLong pan de mur Déformation au vent Stabilisation avec un murde refend porteur
    9. 9. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPrincipes StabilitéA partir d’un certain nombre d’étages, lerenversement devient significatif…9/161kN/m²1kN/m²10101810109n = 6 n = 3Kolb (2010)
    10. 10. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPrincipes Stabilité10/16101810990 kN45 kNT2n = 4 x TnTCtcR = -7,6 kN/m R = +5,3 kN/m5 kN/m5 kN/mA partir d’un certain nombre d’étages, lerenversement devient significatif…
    11. 11. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 Perspectives12/163 ContreventementSystèmes constructifs
    12. 12. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesContreventement & Syst. constructifs boisPar voiles uniquement et planchers localement13/16Par voiles et plancher globalementKolb (2010)
    13. 13. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesContreventement & Syst. constructifs boisSystèmes de contreventement14/16voileJambe de force diagonale bois diagonale acierKolb (2010)
    14. 14. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesContreventement & Syst. constructifs bois15/16MassifPoteaux-poutresOssature légère
    15. 15. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesContreventement & Syst. constructifs boisStructures hybrides16/16 PP + CLT + LSL
    16. 16. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesContreventement & Syst. constructifs boisSystème de structure <> transfert de charge verticales17/16 Ossature bois PP BM - CLT PP BM - CLT# étagesLow/mid-rise [ 2-6 ] High rise [ >6 ]
    17. 17. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesContreventement & Syst. constructifs boisDissociation du noyau18/16Entièrement en boisStructure dissociée & matériaux différentsStructure mixte non dissociéeKolb (2010)
    18. 18. ObjectifsApplications1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 Perspectives19/164 Points d’attentionmulti-étagé
    19. 19. ObjectifsApplications1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPoints particuliers pour le multi-étagé1. Retrait20/1602468100 10 20 30Retrait [%]Teneur humidité [%]Tangentiel (Ct = 0,28%)RadialLongitudinalInspiré deMartin (2013)
    20. 20. ObjectifsApplications1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPoints particuliers pour le multi-étagéDéformation verticale due au retraitradial/tangentiel des pièces horizontales21/16
    21. 21. ObjectifsApplications1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPoints particuliers pour le multi-étagé22/16 RH = 6% 340 mm de bois de travers Ct = 0,28% et Cl = 0,01% D = 7,2 mm / étage D = 36 mm pour 5 étagesDéformation verticale due au retraitradial/tangentiel des pièces horizontalesInspiré deKolb (2010)
    22. 22. ObjectifsApplications1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPoints particuliers pour le multi-étagéL’incompatibilité des mouvements de la structure avecl’enveloppe peut causer des dégâts importants.23/16Tassementstructure boisExpansionmaçonnerieTraditionnelSuper secPoutresd’ingéniérieStableMoins stable[mm]BRE(2003)
    23. 23. ObjectifsApplications1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPoints particuliers pour le multi-étagéSolutions Utiliser du bois sec ~12% Utiliser du bois d’ingéniérie (plus sec) Réduire le bois sollicité perp au grain• Porter le plancher sur la paroi• Utiliser du bois sollicité dans le sens de la fibre Veiller aux mouvements du second œuvre(voire recommander une enveloppe alternative)24/16
    24. 24. ObjectifsApplications1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPoints particuliers pour le multi-étagéProtéger la structure des intempériespendant le chantier25/16© Lend Lease
    25. 25. ObjectifsApplications1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPoints particuliers pour le multi-étagé2. Fluage Epicéa/sapin tangentiel Epicéa/sapin longitudinal26/16~7,0 ‰~0,4 ‰…sous chargement max. en compressionkdef (EC5)
    26. 26. ObjectifsApplications1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPoints particuliers pour le multi-étagé3. Compression perpendiculaire au grain Cfr. NBN EN 1995-1-1… Rapport de ~10 sur résistancesen compression27/16
    27. 27. ObjectifsApplications1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPoints particuliers pour le multi-étagé3. Compression perpendiculaire au grain Réduire le bois de travers… Renforcement par pointes localement28/16CoupeMur 1er étageMur RDC© FUEL
    28. 28. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 Perspectives29/165 Perspectives
    29. 29. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPerspectives30/16 STS 23 ? Nouvelle génération de codes Nouveaux bâtiments => émulation Points d’attention pour multi-étagé Mais surtout…beaucoup d’ambition !© M. Green
    30. 30. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 PerspectivesPerspectives31/16© M. Green
    31. 31. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 Perspectives
    32. 32. 1 Contexte 2 Principes Stabilité 3 Contreventement 4 Multi-étagé 5 Perspectives[Crédits]#13 & 14 Kolb J., « Bois – systèmes constructifs », 2010.#15 www.naturallywood.comAntemann M., « Complex structures solutions in wood », Blumer-Lehmann, 2013.Stadhaus « A process revealed », Fuel©, 2009#16 Architect: Perkins+Will Canada Architects Co., Photo by K. K. Law#18 Kolb J., « Bois – systèmes constructifs », 2010.#20 Martin E., « Multi-storey Wood frame Structures », WoodWorks, 2013www.Avenue-du-bois.fr# 21 & 23 BRE, « Multi-storey timber frame buildings – a design guide », 2003.# 25 Cracknell D., « Building Australias First Timber Highrise », 2013.# 27 NBN EN 1995-1-1, 2006.# 28 Chui Y. H., « Research to help push the limit for use of massive timber in Canada. »Stadhaus « A process revealed », Fuel©, 2009# 30 Cecobois, Printemps 2013# 31 & 32 Chui Y. H., « Research to help push the limit for use of massive timber in Canada. »

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