Détermination des Caractéristiques Mécaniques du Bois (Eurocode 5)
Contexte : Comprendre le matériau avant de calculer la structure.
Avant de pouvoir vérifier ou dimensionner un élément de structure en bois, un ingénieur doit d'abord déterminer les propriétés mécaniques de calcul du matériau qu'il utilise. Contrairement aux matériaux industriels comme l'acier, les propriétés du bois dépendent fortement de son essence, de sa classe, mais aussi des conditions d'humidité et de la durée d'application des charges. Cet exercice se concentre sur cette étape fondamentale : comment passer des propriétés "catalogue" d'un bois (ses valeurs caractéristiquesPropriétés du matériau (résistance, rigidité) définies par les normes avec un niveau de probabilité statistique (généralement le fractile 5%).) à ses propriétés réelles de calcul pour un projet donné, conformément à l'Eurocode 5Norme européenne de référence pour la conception, le calcul et le dimensionnement des structures en bois..
Remarque Pédagogique : Cet exercice est un "zoom" sur la première étape de tout calcul de structure bois. Nous allons voir comment une même pièce de bois de classe C24Classe de résistance pour un bois de conifère. Le '24' indique sa résistance caractéristique à la flexion en MPa. peut avoir des résistances très différentes selon qu'elle est utilisée pour un plancher intérieur, une charpente de garage ou un élément temporaire. Comprendre cette modulation via le coefficient k_modCoefficient de modification qui tient compte de l'effet de la durée de la charge et de la classe de service (humidité) sur la résistance du bois. est la clé pour concevoir des structures en bois sûres et optimisées.
Objectifs Pédagogiques
- Identifier les propriétés caractéristiques d'une classe de bois (C24) dans les tables de l'Eurocode 5.
- Comprendre les notions de classe de serviceDéfinit l'environnement d'humidité dans lequel le bois est utilisé (ex: intérieur sec, sous abri, exposé aux intempéries). Influence la résistance et le fluage. et de classe de durée de chargeCatégorise la durée d'application d'une charge (permanente, longue, moyenne, instantanée). Le bois résiste mieux aux charges courtes..
- Appliquer le coefficient de modification \(k_{\text{mod}}\) pour différentes situations.
- Calculer la résistance de calcul en flexion (\(f_{\text{m,d}}\)) et en cisaillement (\(f_{\text{v,d}}\)).
- Analyser et interpréter l'impact des conditions d'utilisation sur les performances du bois.
Données de l'étude
| Cas d'étude | Usage | Classe de Service | Classe de Durée de Charge |
|---|---|---|---|
| Cas A | Solive de plancher d'habitation | 1 (intérieur, chauffé) | Moyenne durée (ex: charges d'exploitation) |
| Cas B | Poutre supportant un bac de stockage | 1 (intérieur, chauffé) | Longue durée (ex: stockage) |
| Cas C | Élément de contreventement (vérification au vent) | 2 (extérieur, sous abri) | Instantanée (ex: rafale de vent) |
Questions à traiter
- Recherche des valeurs caractéristiques : Pour le bois C24, quelles sont les valeurs caractéristiques de résistance en flexion (\(f_{\text{m,k}}\)), en cisaillement (\(f_{\text{v,k}}\)) et le module d'élasticité moyen (\(E_{\text{0,mean}}\)) ?
- Calcul de la résistance en flexion de calcul (\(f_{\text{m,d}}\)) : Pour chacun des trois cas (A, B, C), déterminez le coefficient \(k_{\text{mod}}\) approprié et calculez la résistance de calcul en flexion \(f_{\text{m,d}}\).
- Calcul de la résistance en cisaillement de calcul (\(f_{\text{v,d}}\)) : Faites de même pour la résistance de calcul au cisaillement \(f_{\text{v,d}}\) pour les trois cas.
- Analyse et Conclusion : Comparez les résistances obtenues. Quel cas d'usage permet au bois d'exprimer sa plus grande résistance ? Lequel est le plus pénalisant ? Expliquez pourquoi avec vos propres mots.
Les bases du calcul bois (Eurocode 5)
Le calcul du bois se distingue par l'utilisation de coefficients pour adapter les propriétés du matériau aux conditions réelles.
1. Les Propriétés Caractéristiques (\(X_k\)) :
Chaque classe de bois (C18, C24, etc.) est définie par un ensemble de valeurs caractéristiques de résistance et de rigidité. Par exemple, \(f_{\text{m,k}}\) est la résistance caractéristique à la flexion. C'est une valeur statistique (le fractile 5%) qui sert de point de départ à tous les calculs.
2. La Résistance de Calcul (\(X_d\)) :
C'est la valeur utilisée dans les vérifications de sécurité. On l'obtient en ajustant la valeur caractéristique avec deux coefficients :
\[ X_{\text{d}} = k_{\text{mod}} \frac{X_{\text{k}}}{\gamma_M} \]
Où \(\gamma_M\) est un coefficient de sécurité sur le matériau (généralement 1.3 pour le bois massif) et \(k_{\text{mod}}\) est le coefficient de modification qui dépend de l'humidité (Classe de Service) et de la durée de la charge.
Correction : Détermination des Caractéristiques Mécaniques du Bois (Eurocode 5)
Question 1 : Recherche des valeurs caractéristiques
Principe (le concept physique)
La première étape de tout projet est de "connaître son matériau". L'Eurocode 5 fournit des tableaux qui listent, pour chaque classe de résistance normalisée (comme C24), les propriétés mécaniques de base. Ces valeurs sont dites "caractéristiques" car elles sont garanties avec un certain niveau de probabilité statistique.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Une classe de résistance comme "C24" signifie "Conifère" avec une résistance caractéristique en flexion \(f_{\text{m,k}}\) de 24 MPa. Ces valeurs sont issues de milliers de tests en laboratoire et représentent le fractile à 5%, c'est-à-dire que 95% des échantillons de ce lot de bois auront une résistance supérieure à cette valeur.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Considérez ces valeurs comme le "potentiel" brut du matériau, dans des conditions de laboratoire idéales. Notre travail d'ingénieur dans les questions suivantes sera de transformer ce potentiel en une valeur de performance fiable pour des conditions de chantier réelles.
Normes (la référence réglementaire)
Les valeurs pour le bois massif résineux se trouvent dans le tableau 1 de la norme EN 338, qui est repris dans les annexes des manuels de calcul Eurocode 5.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Il ne s'agit pas d'une formule mais d'une lecture de tableau normatif.
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que le bois utilisé sur le chantier sera correctement marqué et classé C24, et qu'il est exempt de défauts non couverts par la norme de classement.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
On recherche les valeurs pour la classe de bois C24.
Astuces(Pour aller plus vite)
Gardez un mémo ou un post-it avec les valeurs des classes les plus courantes (C18, C24, C30). Pour le C24, le trio à retenir est : \(f_{\text{m,k}}=24 \, \text{MPa}\), \(f_{\text{v,k}}=4.0 \, \text{MPa}\), et \(E_{\text{mean}}=11000 \, \text{MPa}\). Vous gagnerez un temps précieux.
Schéma (Avant les calculs)
Identification du Matériau
Calcul(s) (l'application numérique)
Lecture directe des valeurs dans la norme pour la classe C24.
Schéma (Après les calculs)
Propriétés Caractéristiques du C24
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Nous avons maintenant notre base de référence. On remarque que la résistance en flexion (24 MPa) est 6 fois plus élevée que la résistance en cisaillement (4 MPa). C'est une caractéristique importante du bois (matériau anisotropeSe dit d'un matériau dont les propriétés mécaniques dépendent de la direction. Le bois est beaucoup plus résistant le long de ses fibres que perpendiculairement.) : il résiste beaucoup mieux aux efforts qui s'exercent le long de ses fibres qu'aux efforts qui tendent à les faire glisser les unes sur les autres.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne jamais confondre les classes de bois massif (Cxx) avec les classes de bois lamellé-collé (GLxx). Un GL24h a des caractéristiques très différentes d'un C24, bien que le nombre "24" soit le même. Vérifiez toujours la nature du produit bois que vous calculez.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Les propriétés de base d'un bois sont données par sa classe de résistance (ex: C24).
- Ces valeurs sont "caractéristiques" (\(X_k\)) et se trouvent dans les normes.
- Pour un C24, la valeur clé à retenir est \(f_{\text{m,k}} = 24 \, \text{MPa}\).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Le classement des bois peut être "visuel" (un expert examine les nœuds, la pente des fibres, etc.) ou "mécanique" (une machine mesure la rigidité de la planche pour en déduire sa résistance). Le classement mécanique est de plus en plus courant car il est plus fiable et permet de mieux valoriser le bois.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
En vous référant à une table Eurocode 5 (ou en le devinant), quelle est la résistance en flexion \(f_{\text{m,k}}\) d'un bois de classe C18 ?
Question 2 : Calcul de la résistance en flexion de calcul (\(f_{\text{m,d}}\))
Principe (le concept physique)
Nous allons maintenant ajuster la résistance caractéristique en flexion (\(f_{\text{m,k}} = 24 \, \text{MPa}\)) pour chaque scénario. Pour cela, nous devons trouver le bon coefficient \(k_{\text{mod}}\) qui reflète l'effet combiné de l'humidité et de la durée de la charge, puis appliquer le coefficient de sécurité \(\gamma_M\).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Le coefficient \(k_{\text{mod}}\) modélise le comportement rhéologique du bois. Sous une charge, les fibres de bois ont tendance à "fluer", c'est-à-dire à se déformer et à se réarranger lentement. Ce phénomène est accéléré par la présence de molécules d'eau (humidité élevée). Une charge rapide ne laisse pas le temps au fluage de se produire, d'où une résistance apparente plus élevée. Une charge permanente laisse tout le temps au fluage de réduire la capacité à long terme.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Imaginez tenir un poids. Vous pouvez soulever un poids lourd pendant une seconde (charge instantanée), un poids moyen pendant quelques minutes (moyenne durée), mais seulement un poids léger si vous devez le tenir toute la journée (charge permanente). Le \(k_{\text{mod}}\) est simplement la formalisation de cette intuition pour le matériau bois.
Normes (la référence réglementaire)
Le tableau 3.1 de l'Eurocode 5 donne les valeurs de \(k_{\text{mod}}\). Le coefficient de sécurité partiel \(\gamma_M\) pour le bois massif est donné par l'Annexe Nationale du pays ; en France, il est de 1.3.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que les classes de service et de durée de charge de l'énoncé ont été correctement identifiées par l'ingénieur projet, ce qui est une étape cruciale de la conception.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
| Cas | Classe Service | Classe Durée | \(k_{\text{mod}}\) (Tableau 3.1) |
|---|---|---|---|
| A | 1 | Moyenne | 0.80 |
| B | 1 | Longue | 0.70 |
| C | 2 | Instantanée | 1.10 |
Astuces(Pour aller plus vite)
Pré-calculez le ratio \(f_{\text{m,k}}/\gamma_M\). Pour du C24, c'est \(24 / 1.3 \approx 18.46 \, \text{MPa}\). Ensuite, pour chaque cas, il suffit de multiplier cette valeur par le \(k_{\text{mod}}\) correspondant. C'est beaucoup plus rapide si vous avez plusieurs combinaisons à tester.
Schéma (Avant les calculs)
Application des coefficients de calcul
Calcul(s) (l'application numérique)
La formule de base est : \(f_{\text{m,d}} = k_{\text{mod}} \frac{24}{1.3}\)
- Cas A : \(k_{\text{mod}} = 0.80\)
\[ \begin{aligned} f_{\text{m,d,A}} &= 0.80 \cdot \frac{24}{1.3} \\ &\approx 14.77 \, \text{MPa} \end{aligned} \]
- Cas B : \(k_{\text{mod}} = 0.70\)
\[ \begin{aligned} f_{\text{m,d,B}} &= 0.70 \cdot \frac{24}{1.3} \\ &\approx 12.92 \, \text{MPa} \end{aligned} \]
- Cas C : \(k_{\text{mod}} = 1.10\)
\[ \begin{aligned} f_{\text{m,d,C}} &= 1.10 \cdot \frac{24}{1.3} \\ &\approx 20.31 \, \text{MPa} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Comparaison des Résistances en Flexion
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Les résultats sont très parlants : la résistance de calcul d'une même pièce de bois C24 peut varier de 12.92 MPa à 20.31 MPa, soit une différence de plus de 50% ! Ceci illustre parfaitement que la performance du bois est indissociable de ses conditions d'utilisation.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne pas oublier le coefficient de sécurité \(\gamma_M\). Une erreur fréquente est de n'appliquer que le \(k_{\text{mod}}\), ce qui surestimerait la résistance de 30% et conduirait à un dimensionnement dangereux.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La résistance de calcul \(f_{\text{m,d}}\) est la valeur à utiliser pour les vérifications de sécurité.
- Elle dépend de la résistance caractéristique \(f_{\text{m,k}}\), du \(k_{\text{mod}}\) et de \(\gamma_M\).
- Le \(k_{\text{mod}}\) est choisi dans un tableau en fonction de la classe de service et de la durée de la charge.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Dans les structures anciennes, les charpentiers n'avaient pas de calculs, mais un savoir-faire empirique. Ils surdimensionnaient instinctivement les pièces soumises à des charges permanentes (poutres maîtresses) par rapport aux pièces soumises à des charges variables (chevrons supportant la neige), appliquant sans le savoir le principe du \(k_{\text{mod}}\).
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Calculez la \(f_{\text{m,d}}\) pour du bois C30 (\(f_{\text{m,k}}=30 \, \text{MPa}\)) en Classe de Service 3, pour une charge permanente.
Question 3 : Calcul de la résistance en cisaillement de calcul (\(f_{\text{v,d}}\))
Principe (le concept physique)
La démarche est exactement la même que pour la flexion, mais en partant de la résistance caractéristique au cisaillement (\(f_{\text{v,k}} = 4.0 \, \text{MPa}\)). Les coefficients \(k_{\text{mod}}\) et \(\gamma_M\) sont identiques car ils dépendent des conditions d'usage et non du type de sollicitation (flexion, cisaillement, compression, etc.).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Le cisaillement dans le bois correspond à la tendance des fibres à glisser les unes par rapport aux autres. C'est une rupture fragile, qui peut survenir sans beaucoup de déformation préalable. Elle est particulièrement critique près des appuis d'une poutre, là où l'effort tranchant est maximal, ou au droit d'entailles qui concentrent les contraintes.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Pensez à un paquet de spaghettis crus. Il est relativement difficile de le casser en deux en le pliant (flexion), mais très facile de faire glisser les spaghettis les uns sur les autres (cisaillement). Le bois se comporte de manière similaire, d'où sa faible résistance caractéristique au cisaillement.
Normes (la référence réglementaire)
Les coefficients \(k_{\text{mod}}\) et \(\gamma_M\) utilisés sont les mêmes que pour la question précédente. La valeur de départ \(f_{\text{v,k}}\) est tirée de la même norme EN 338.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Hypothèses (le cadre du calcul)
Les hypothèses sont identiques à celles de la question 2.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
On utilise \(f_{\text{v,k}} = 4.0 \, \text{MPa}\) et les mêmes valeurs de \(k_{\text{mod}}\) que précédemment pour les cas A, B et C.
Astuces(Pour aller plus vite)
Comme pour la flexion, pré-calculez le ratio de base : \(f_{\text{v,k}}/\gamma_M = 4.0 / 1.3 \approx 3.08 \, \text{MPa}\). Il ne reste plus qu'à multiplier par le \(k_{\text{mod}}\) de chaque cas.
Schéma (Avant les calculs)
Rupture typique par Cisaillement
Calcul(s) (l'application numérique)
La formule est : \(f_{\text{v,d}} = k_{\text{mod}} \frac{4.0}{1.3}\)
- Cas A : \(k_{\text{mod}} = 0.80\)
\[ \begin{aligned} f_{\text{v,d,A}} &= 0.80 \cdot \frac{4.0}{1.3} \\ &\approx 2.46 \, \text{MPa} \end{aligned} \]
- Cas B : \(k_{\text{mod}} = 0.70\)
\[ \begin{aligned} f_{\text{v,d,B}} &= 0.70 \cdot \frac{4.0}{1.3} \\ &\approx 2.15 \, \text{MPa} \end{aligned} \]
- Cas C : \(k_{\text{mod}} = 1.10\)
\[ \begin{aligned} f_{\text{v,d,C}} &= 1.10 \cdot \frac{4.0}{1.3} \\ &\approx 3.38 \, \text{MPa} \end{aligned} \]
Schéma (Après les calculs)
Comparaison des Résistances en Cisaillement
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Les résistances au cisaillement, bien que plus faibles en valeur absolue, suivent exactement la même tendance que les résistances en flexion. Le cas C (charge instantanée) est le plus favorable, et le cas B (charge permanente) est le plus défavorable. Cela confirme que le \(k_{\text{mod}}\) est un facteur universel pour un ensemble de conditions données, applicable à la plupart des propriétés de résistance du bois.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne jamais utiliser la résistance en flexion (\(f_{\text{m,d}}\)) pour une vérification au cisaillement. C'est une erreur grave qui surestimerait la résistance de la poutre d'un facteur 6 ou 7, menant quasi-certainement à une rupture en service.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La résistance au cisaillement \(f_{\text{v,d}}\) se calcule de la même manière que \(f_{\text{m,d}}\).
- On utilise la même valeur de \(k_{\text{mod}}\) mais la valeur caractéristique de cisaillement \(f_{\text{v,k}}\).
- La résistance au cisaillement du bois est intrinsèquement faible.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Pour augmenter la résistance au cisaillement d'une poutre en bois, on peut y coller des panneaux de contreplaqué sur les côtés (poutre en I composite) ou y insérer des vis ou des tiges filetées inclinées qui vont "recoudre" les fibres et les empêcher de glisser.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Calculez la \(f_{\text{v,d}}\) pour du bois C24 en Classe de Service 2, pour une charge de courte durée.
Question 4 : Analyse et Conclusion
Principe (le concept physique)
Cette dernière étape consiste à prendre du recul sur les calculs pour synthétiser l'information et en tirer des conclusions d'ingénierie. L'objectif est de transformer les chiffres en une compréhension qualitative du comportement du matériau, ce qui permet de prendre de bonnes décisions de conception.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Cette modulation de la résistance est au cœur du concept de "calcul aux états limites". Pour chaque situation de la vie de l'ouvrage (poids propre, exploitation, neige, vent...), on définit un "état limite" à ne pas dépasser. Pour chaque état, on utilise une combinaison de charges et des propriétés de matériaux appropriées. Le \(k_{\text{mod}}\) est l'outil qui permet d'adapter les propriétés du bois à chaque état limite considéré.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Un bon ingénieur n'est pas celui qui sait seulement appliquer la formule, mais celui qui peut prédire le résultat avant même de l'avoir calculé. Avec l'habitude, vous saurez instinctivement qu'une poutre de stockage (longue durée) devra être plus robuste qu'une poutre de toiture soumise à la neige (moyenne durée).
Normes (la référence réglementaire)
Cette analyse est l'aboutissement de l'application correcte des principes de l'Eurocode 0 (Combinaisons d'actions) et de l'Eurocode 5 (Calcul du bois).
Formule(s) (l'outil mathématique)
Pas de nouvelle formule, il s'agit d'une comparaison des résultats précédents.
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que les trois cas d'étude sont les situations déterminantes pour le dimensionnement des éléments respectifs.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
| Cas | Usage | \(f_{\text{m,d}}\) (MPa) | \(f_{\text{v,d}}\) (MPa) |
|---|---|---|---|
| A | Plancher (moyenne durée) | 14.77 | 2.46 |
| B | Stockage (longue durée) | 12.92 | 2.15 |
| C | Vent (instantanée) | 20.31 | 3.38 |
Astuces(Pour aller plus vite)
Pour comparer rapidement deux situations, il suffit de comparer leurs coefficients \(k_{\text{mod}}\). Le ratio de leurs résistances de calcul sera simplement le ratio de leurs \(k_{\text{mod}}\).
Schéma (Avant les calculs)
Influence des Conditions sur la Résistance
Calcul(s) (l'application numérique)
Comparaison des valeurs calculées dans le tableau de données ci-dessus.
Schéma (Après les calculs)
Résultats de l'Analyse d'Influence
Réflexions (l'interprétation du résultat)
En comparant les résultats, on observe une variation considérable de la résistance de calcul pour un même bois C24 :
Cette analyse montre qu'il est impossible de parler de "la" résistance du bois. On doit toujours parler de la résistance du bois *pour un usage donné*. Un ingénieur peut donc utiliser des sections plus petites pour des éléments soumis au vent que pour des éléments supportant du stockage permanent.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Une erreur commune est de concevoir un élément pour un seul cas de charge (par exemple, le vent, qui donne une haute résistance) et d'oublier de le vérifier pour d'autres cas plus pénalisants (comme les charges permanentes). Une structure doit être vérifiée pour *toutes* les combinaisons d'actions pertinentes.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La résistance de calcul du bois est maximale pour les charges instantanées.
- Elle est minimale pour les charges permanentes.
- L'humidité (Classe de Service 3) réduit encore plus toutes ces valeurs.
- Le choix du bon \(k_{\text{mod}}\) est une des étapes les plus importantes et critiques du calcul bois.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Certains logiciels de calcul de structure avancés peuvent tester des dizaines de combinaisons de charges et appliquer automatiquement le \(k_{\text{mod}}\) correct pour chaque cas. Cependant, il est crucial que l'ingénieur comprenne parfaitement les principes sous-jacents pour pouvoir vérifier de manière critique les résultats du logiciel.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Classez les situations suivantes de la plus grande \(f_{\text{m,d}}\) (la plus résistante) à la plus faible : (A) Poutre de toit sous la neige (moyenne durée, cl. 2) ; (B) Colonne supportant uniquement le toit (permanente, cl. 1) ; (C) Support temporaire de chantier (courte durée, cl. 3).
Outil Interactif : Calculateur de \(k_{mod}\) et de Résistance
Choisissez les conditions d'utilisation pour voir l'impact direct sur la résistance de calcul du bois C24.
Paramètres d'Entrée
Résultats pour Bois C24
Le Saviez-Vous ?
Le bois lamellé-collé permet de fabriquer des poutres de très grandes dimensions et de formes courbes, impossibles à réaliser avec du bois massif. Le record de portée pour une poutre en bois est de plus de 200 mètres ! Cette technique consiste à assembler et coller de fines lamelles de bois, ce qui permet de purger les défauts (nœuds) et d'obtenir un matériau très homogène et performant.
Foire Aux Questions (FAQ)
Pourquoi la vérification de la flèche est-elle souvent plus critique pour le bois ?
Le bois a un rapport résistance/rigidité différent de l'acier. Son module d'élasticité (rigidité) est relativement faible par rapport à sa résistance. De plus, le phénomène de fluageDéformation lente et continue d'un matériau sous l'effet d'une charge constante dans le temps. Particulièrement important pour le bois. augmente significativement la flèche à long terme. Il est donc fréquent qu'une poutre en bois soit assez résistante pour ne pas casser, mais trop souple pour respecter les limites de confort.
Que se passe-t-il si on est en Classe de Service 2 (ex: garage non chauffé) ?
En Classe de Service 2, l'humidité du bois est plus élevée. Cela a deux conséquences : le coefficient \(k_{\text{mod}}\) diminue (la résistance est plus faible) et le coefficient de fluage \(k_{\text{def}}\) augmente (la flèche à long terme sera plus grande). Les calculs deviennent donc plus pénalisants et nécessitent souvent des sections de bois plus importantes.
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Si une solive est utilisée dans un abri extérieur (Classe de Service 3), sa résistance de calcul sera...
2. Pour une poutre en bois, le critère le plus souvent dimensionnant (le plus difficile à vérifier) est...
- Eurocode 5
- Norme européenne pour la conception et le calcul des structures en bois.
- k_mod
- Coefficient de modification qui ajuste la résistance du bois en fonction de la classe de service (humidité) et de la durée de la charge.
- k_def
- Coefficient de fluage qui permet de calculer la déformation additionnelle du bois au fil du temps sous une charge constante.
- Classe de Service
- Catégorise l'environnement d'humidité de la structure. Classe 1 : intérieur chauffé. Classe 2 : sous abri non chauffé. Classe 3 : exposé aux intempéries.
D’autres exercices de structure en bois :
Bonjour, comment faire pour obtenir un livre sur les calculs des contraintes du bois ?
Les documents sont très instructifs