Dpartement de Gnie CivilConstruction Bois 1Frdric Duprat1Construction Bois 1Sommaire1 Bois et construction1.1 Utilisation du bois1.2 Ressources1.3 Intrt du bois2 Matriau bois2.1 Constitution2.2 Hygroscopie2.3 Prservation2.4 Comportement mcanique2.5 Comportement thermique / acoustique2.6 Rsistance mcanique2.7 Aspects normatifs3 Elments de technologie3.1 Produits drivs du bois3.2 Systmes porteurs horizontaux3.3 Systmes porteurs verticaux3.4 Portiques et arcs3.5 Assemblages4 Calcul des structures bois 4.1 Principes du calcul aux tats limites4.2 Rsistance des sections4.3 Stabilit des lments4.4 Dformation des ossatures4.5 Stabilit au feu2Construction Bois 1Sommaire1. Construire avec le bois - Gauzin-Mller. Le Moniteur.2. Construire en bois - Tome1. Tome 2. Gtz. Hoor. Mhler. Natterer. Moniteur & PPUR.3. Construction en bois - Vol.13 Trait de Gnie Civil. Natterer. Sandoz. Rey. PPUR.4. Structures en bois aux tats limites - Tome 1. Tome 2. Eyrolles5. Conception des structures en bois lamell-coll - Daguz. Eyrolles6. Techniques de l'Ingnieur7. Eurocode 58. Rgles CB 719. Charpente en bois lamell-coll - Guide pratique de conception et de mise en uvre. Eyrolles10. Revue Squences Bois - CNDB11. Organismes et portails (www.)Fort Construction et filire bois Centres techniquesonf.fr fnbois.comctba.frcrpf-midi-pyrenees.com bois-construction.orgforetpriveefrancaise.com maisons-bois.orgcirad.fr glulam.orgafocel.fr ucmp.orgfsc.org netbois.compefc-france.org gis-bois.fr0 Sources documentaires et sites 3Construction Bois 11 Bois et construction1.1 Utilisation du bois (1)Parts dvolues aux matriaux de construction dans le btimentBrique. bton. pierre = 35%Acier. aluminium = 31%Matriaux synthtiques = 24%Destinations du bois dans la construction Elments structuraux Voiles et planchers Menuiseries, escaliers Coffrages, cintres Fondations excluesTypes de construction Charpentes, supports de toiture Btiments industriels Btiments d'habitation Btiments de loisirs Btiments scolaires Ouvrages d'art Immeubles de grande hauteur exclus Ouvrages en contact avec le sol exclusBois = 10 %1.9 Mm30.1 Mm3Importation8 Mm31 Mm3Rsineux22 Mm3Feuillus11 Mm3Rcolte(bois d'oeuvre et bois d'industrie)Bois = 15 %Bois = 35 %Allemagne, AutricheAmrique du Nord, Scandinavie4Construction Bois 1 Ressources abondantes Cration du CNDB (1989) Engagements de Rio (1992) et Kyoto (1997) Accord cadre Bois Const. Env. (2001) Article 21-V de la Loi sur l'Air (2004)1 Bois et construction1.1 Utilisation du bois (2)March de la construction bois en extension ?Elments favorables Ressources peu rgulires Affaiblissement du CNDB Manque de formation Concurrence (Arcelor. Laffarge) PrjugsElments dfavorablesPlanchers porteurs50 dm3/ m2Ossatures poteaux-poutres25 dm3/ mlCharpente BM / BLC 40 dm3/ m2Charpente industrielle 30 dm3/ m2Escaliers60 dm3/ m2Plinthes 2 dm3/ m2 Toutes constructions hors logement : obligatoire Logement : volontaire Principe : volume mini de bois / m2SHONUtilisation du bois = 14% des engagements Actions d'information aux MO et de formation Utilisation du bois < 65% de l'accroissement biologique des forts Bois = matriau dgradable, peu rsistant, inflammable, couteuxExploitation du bois = dforestation Absence d'un groupement industriel quivalent, filire bois peu solidaire 3 coles d'ingnieursFermeture des dlgations rgionalesProprits petites et nombreuses,difficult de rgulation du march,bois LC 750 /m3, bois M 300 /m35Construction Bois 11 Bois et construction1.1 Utilisation du bois (3)Rpartition de la consommation dans la filire bois (M=106)Bois d'uvre(grumes)21 Mm3Bois d'industrie(bois d'claircies)12 Mm3Bois de chauffage24 Mm3DroulageTranchage5 Mm3Sciage10 Mm3Dchets3 Mm3BroyageDfibrage4 Mm3Pte papier2.6 MTPapiersCartons10.3 MTMtsTraverses5 Mm3PanneauxEmballages7.5 Mm3Meubles3.5 Mm3Charpentes7 Mm3Menuiserie10 MULambrisParquets5 Mm2Sylviculture 2927 Mm3 Quantit debois sur piedIndustries de 1retransformationIndustries de 2metransformationExportation1.5 Mm3 2 Mm32 Mm3 4 Mm3Industriesforestires15000 entreprises517000 emplois :- 281500 emplois directs (production)- 235500 emplois indirects (utilisation)dont 52000 dans la construction6Construction Bois 11 Bois et construction1.2 Ressources (1)Caractristiques de la fort mtropolitaine (AFOCEL 2006) Superficie = 16 Mh (29% du territoire) Rpartition = quart nord-ouest "chauve" Accroissement biologique = 90 Mm3/ an Diversit = 125 essences Htrognit des peuplements Rpartition des essences64% feuillusChne pdoncul 17%Chne rouvre 12%Htre 9%Chtaigner 4%Feuillus prcieux 3%Peuplier 2%Autres feuillus17%36% rsineuxSapin-Epica 10%Pin maritime 9%Pin sylvestre 8%Douglas 2%Autres rsineux 7%0 - 15%15 - 30%30 - 45%45 - 60%60 - 83% Rpartition des propritaires27% publics (forts domaniales = 11%, forts communales =16%), 73% privs (83% en MP)Morcellement de la fort prive : 30% constitue de proprits de 1 10 h Organisme de tutelle des fortsFort publique : Office National des Forts (entretien, exploitation, gestion, contrle, ingnierie)Fort prive : Centres Rgionaux de la Proprit Forestire (conseil, contrle, ingnierie)[ Image : CD du CNDB ]7Construction Bois 11 Bois et construction1.2 Ressources (2)Principales essences mtropolitaines utilises en constructionChne Sapin Peuplier Mlze[ Images : internet, Reconnaissance des bois - Eyrolles]8Construction Bois 11 Bois et construction1.2 Ressources (3)Principales essences mtropolitaines utilises en construction (suite)Douglas Epicea Pin sylvestre[ Images : internet, Reconnaissance des bois - Eyrolles]9Construction Bois 11 Bois et construction1.2 Ressources (4)Position dans l'UE (surface forestire=140 Mh, production=450 Mm3 sciages=95 Mm3) Superficie = Sude (19%), Finlande (16%), France (11%), Espagne (10%), Allemagne (8%) Volume = France (15%), Sude (15%), Allemagne (14%), Finlande (10%), Pologne (10%) Sciages = Allemagne (16 Mm3), Sude (16 Mm3), Finlande (13 Mm3), France (10 Mm3) Diversit = France, Espagne, Italie Premier exportateur de feuillus Importateur de rsineux du nord (Sude, Finlande, Russie) = 3.5 Mm3/ anCertification forestire ObjectifsPromouvoir et accrditer la gestion durable des forts et des produits ligneuxConcilier cologie et conomieRassurer le consommateur final"La grance et lutilisation des forts et des terrains boiss. dune manire et une intensit telles quelles maintiennent leur diversit biologique, leur productivit, leur capacit de rgnration, leur vitalitet leur capacit satisfaire, actuellement et pour le futur, les fonctions cologiques, conomiques et sociales pertinentes, aux niveaux local, national et mondial et quelles ne causent pas de prjudice aux autres cosystmes" Organismes : dnomination et influenceForest Stewardship Council (FSC - 1993)47 Mh certifis (30 pays), 75 pays affilisProgramm for the Endorsement of the Forest Certification schemes (PEFC - 1999)106 Mh certifis (18 pays), 26 pays affilis Situation franaise mtropolitaine3.7 Mh de forts certifies (90% dans le domaine public)528 entreprises (83% lies l'exploitation forestire)10Construction Bois 11 Bois et construction1.2 Ressources (5)Caractristiques de la fort mondiale (FAO-2000) Rpartition par continents :Superficie (3870 Mh) :Afrique 17%Amrique Nord 14%Amrique Sud 23%Asie-Ocanie 19%Europe 5%ex-URSS22%Production et utilisation (3771 Mm3/an)ProductionBois Bois Sciages(Mm3/an) nergie rondsAfrique605 (16.1%) 87.3% 11.4% 1.3%Amrique Nord962 (25.5%) 16.2% 64.1% 19.7%Amrique Sud368 (9.8%) 50.3% 41.3% 8.4%Asie-Ocanie 1124 (29.7%) 70.7% 22.9% 6.4%Europe 533 (14.1%) 10.1% 70.1% 19.8%ex-URSS 179 (4.8%) 29.6% 59.2% 11.2% Situation de la dforestation (entre 1990 et 2000) :Variation de la superficieAfrique -7.5% 52%Amrique Nord -1% 6%Amrique Sud -4% 36%Asie-Ocanie -0.8% 6%Europe +4.4% 89%ex-URSS+0.1% 11%-102 Mh+9 MhPays concernsBilan dficitaire Bilan excdentaireBrsil (-2.3Mh/an) Chine (+1.8 Mh/an)Indonsie (-1.3Mh/an) France (+0.03 Mh/an)CongoNigeria[ Images : internet ]11Construction Bois 11 Bois et construction1.2 Ressources (6)Caractristiques de la fort mondiale (suite) Origines du dficit forestier :Pression dmographique (extension des zones peuples vers les forts)Pauvret (consommation des ressources disponibles et accessibles)Culture sur brlis (patrages provisoires)Conflits arms (monnaie d'change)Routes (accs facilit vers les forts)Exploitations et bnfices illgaux (non respect des cotas, non respect des pratiques de sylviculture,pression mafieuse, trafic de certification, blanchiment, etc.. bnfices 10 15 Milliards / an)Manque de contrles (laxisme des tats. y compris ceux de l'UE) Pays encourageant la dforestation par leurs importations illgales (WWF-2005)Pays exportateurs : Brsil, Indonsie, Congo, Nigria, RussiePays importateurs : Angleterre, Finlande, Allemagne, France, Italie, Pays-BasQuantit importe : 20 Mm3/ anBnfice illgal "blanchi" : 3 Milliards / an[ Image : internet ]12Construction Bois 160 MJ4 MJ1 Bois et construction1.3 Intrt du bois (1)Ressource cologique Lutte contre l'effet de serre par fixation du carbone Seul matriau renouvelable (conditions de gestion des forts) Faible nergie de transformationCO2+ H2O + O2 (+0.5T)CO2(-1T) pour 1m3de bois Valorisation des sous-produits (sciure, corce, petit bois) Rgulation du cycle de l'eau (limitation de l'rosion et amlioration de la permabilit des sols) Amlioration du cadre de vie (paysages, lieux de dtente, association aux projets HQE)Cible 2 : Choix intgr des procds et produits de constructionCible 3 : Chantier faible nuisanceCible 4 : Gestion de l'nergieCible 8 : Confort hygromtrique1 MJ13Construction Bois 11 Bois et construction1.3 Intrt du bois (2)Ressource architecturale et technique Se prte toutes les formes (arcs, dmes, lments torses) Performances naturellesMcaniquesThermiquesAcoustiquesRsistance aux ambiances agressivesTenue au feuBois 30 kg 30 kJ-50 kgAcier 30 kg 1800 kJ +20 kgBton 300 kg 1800 KJ +110 kgBois 100 kg 100 kJ-160 kgAcier 60 kg 3600 kJ+40 kgBton 300 kg 1800 KJ+110 kgMasseEnergieBilan CO2 Nombreux produits drivs Durabilit (conditions d'emploi)Ressource naturelle (et industrielle ?) Disponibilit continue (gestion cohrente des forts) Irrgularit de loffre (morcellement de la proprit) Variabilit des performances (climat - eau, temprature, vent -, sol - nutriments -, maladie) Variabilit des bois de construction (qualit des essences, diversit des peuplements)Exemples de constructions bois14Construction Bois 12 Matriau bois2.1 Constitution (1)Croissance verticale et excentrique - Coupe diamtrale d'une grumeEcorce : protectionLiber : conduction de la sve laboreCambium : couche gnratriceAubier : conduction de la sve bruteActivit biologique(dveloppement, dfense, nutrition)Imprgnation de lignine et de taninsObturation de la porositBois de cur : support structural - rsistance mcaniqueChneDouglasFeuillusArbres feuilles caduquesFamille botanique : angiospermesPrsents depuis 100 Ma (crtac)Structure ligneuse complexeRsineux (conifres)Arbres aiguilles persistantesFamille botanique : gymnospermesPrsents depuis 270 Ma (carbonifre)Structure ligneuse simpleDuraminisation[ Images : site du CNDB ]15Construction Bois 12 Matriau bois2.1 Constitution (2)Structure ligneuse Rsineux FeuillusFibresRayons ligneuxPonctuations arolesParenchymesCellules productricesABABA : bois initial (bois de printemps)B : bois final (bois d't)A+B : cerne d'accroissement annuelFibres = trachdesForme rgulireParoi fineFibres trachdesForme irrgulireParoi paisseCanaux rsinifresDirection radiale (perpendiculaire au fil)Direction orthoradiale (perpendiculaire au fil)50 300 mVaisseauxDirection axiale (sens du fil)[ Images : Mcanique du bois Cepadues ]30 m10 m16Construction Bois 1Sens du fil2 Matriau bois2.1 Constitution (3)Matire ligneuse Drive du glucose synthtis dans les feuilles ou les aiguilles Composition Cellulose (40% 60%)Lignine (20% 35%)Hmicelluloses (25% 35%)Pectines (1%)Polymre polysacharide sans ramification (unicit)Monomre : cellobiose (glucose)Degr de polymrisation : 10000 (5m)Contrainte de rupture en traction : 300 MPa 500 MPaPolymre polysacharide avec ramifications (multiplicit)Monomres : pentosanes (xylose). hexosanes (glucose, mannose)Degr de polymrisation : non dfiniAcides organiquesPolymre polyphnolique complexeParoi des cellules fibreuses : 4 couches successives de fibrilles cellulosiques orientes dans diffrentes directions.Paroi primaire : "couche d'accrochage"1234Parois secondaires : "couches structurantes"(orientations successives : 70. 15. 80)Matrice interparitale : pectines (aubier),lignine (duramen), eau (ponts hydrognes)[ Image : Trait de Gnie Civil Vol 13 EPFL ]17Construction Bois 12 Matriau bois2.1 Constitution (4)Matire ligneuse (suite) liaison intercomposants (dans une couche) : enchevtrement complexe[ Images : Site BM -UPMC Jussieu ]1 Fibrilles cellulosiques1 et hmicelluloses 21 et pectines 2 3 ou lignine 4 1 2 et protines 3Molcules d'eau adsorbes par les hmicelluloses : (1) ponts hydrognes dans la paroi et dans la matrice interparitale, (2) phnomne de gonflement et retrait de la paroi.Elments minrauxPotassiumMagnsiumCalciumSilice18Construction Bois 1Fil inclin, contre-fil, fil tors (loupe)2 Matriau bois2.1 Constitution (5)Singularits Lies la croissance Noeuds Dviation de l'orientation de la sollicitation par rapport au fil du bois : affaiblissement des rsistances enflexion et en traction Irrgularit du sens du fil Lies au climat (conditions de croissance)FentesRoulures, quadranures, glivuresLunures (cernes d'aubier dans le bois de cur), poches de rsine19Construction Bois 1H < 30%Retrait2 Matriau bois2.2 Hygroscopie (1)Teneur en eau Quantit d'eau contenue dans le bois[ Images : CD du CNDB ]|||

\| =00 HMM M100 HMH: masse du bois humideM0: masse du bois anhydreBois fraichement abattu (bois vert)Feuillus H 85% - Rsineux H 140 % Schage naturel : H 13 %Schage artificiel : H 8 %Feuillus 4 12 mois Feuillus 10 20 jours Rsineux 3 6 mois Rsineux 2 5 jours Etat d'quilibre hygroscopiqueH > 30%Pas de retraite1e2e3e4e5e1= e2> e3> e4> e520Construction Bois 12 Matriau bois2.2 Hygroscopie (2)Variations dimensionnelles RtractibilitCoefficients de retrait en % (par % dhumidit)a 0.010.06 r 0.30.17 t 0.4 < 0.350.35 0.55 > 0.55peu nerveux nerveuxtrs nerveux = a+ r+ t= rtractibilit volumtriqueSapinH=20%EtH=12%HiverH=21%rtNervosit (stabilit)Peuplier 0.15 0.28 N (MS)Red cedar 0.08 0.22 PN (MS)Sapin 0.14 0.31 N (S)Epica 0.17 0.32 N (S)Douglas 0.17 0.28 N (S)Pins (mar. et sylv.) 0.17 0.30 N (MS)Htre 0.21 0.41 TN (PS)Mlze 0.16 0.30 N (S)Chne 0.20 0.32 N (MS)Azob 0.31 0.40 TN (MS)Ebne 0.27 0.30 TN (TS)21Construction Bois 12 Matriau bois2.2 Hygroscopie (3) Stabilit gomtriquedes sections droites Variations dimensionnellesDosse (tuilage)MailleRive Stabilit gomtriquedes lments Stabilit gomtriquedes ossatures( ) 100H f h 2 L hu+=Incidence sur : Planchers. Bardages. Bois lamell-coll. etc ... Fissuration des lments FissurationsauvageFissurationimpose Fissuration des assemblages(a) Retrait empch (b) Retrait libre[ Image : Bois aux tats limites STEP ]100 / H100 / Hb bu u = = 22Construction Bois 12 Matriau bois2.3 Prservation (1) Champignons lignivores (consommation des polysacharides) Origine des dgradations (hors incendie)Moisissures, bleuissement (dgradation esthtique)Echauffures, pourritures (dgradation structurelle : mrule)Conditions de dveloppement : 22% 1000 m 0.70 0.50 0.20Vent 0.60 0.20 0.00MFondamentale BM 1.30BLC 1.25LVL,OSB,CP 1.20Assemblages 1.30Accidentelle1.0Service 1.0 Combinaisons applicables pour les btiments (suite)Vrification des conditions de service l'ELSGk.sup Gk.inf Qk10.iQkicaractristiqueGk.sup Gk.inf1.1Qk12.iQkifrquente Gk.sup Gk.inf2.1Qk12.iQkiquasi-permanenteCombinaison particulirepour les dplacements64Construction Bois 14.1 Principes du calcul aux tats limites (4)4 Calcul des structures en boisFormat de vrification : Elasticit linaire (pas de plasticit, petites dformations) Pas d'instabilit des sections mais instabilit des lments (flambement et dversement) Comportement semi-rigide des assemblages (rigidit lastique) Prise en compte des imperfections gomtriques globales et localesExemple dtats limites potentiels pour une poutre en flexion simple Dplacements (flche, glissement dassemblage, tassement aux appuis) Rsistance (flexion, cisaillement, compression transversale aux appuis) Stabilit (dversement)Hypothses de calcul pour les structures bois ( )|||

\|= Mk modd d Gi0 Qi ki dX kk X R G Q E , , , ,Ed() : modle de calcul de la sollicitationRd() : modle de calcul de la rsistancek: coefficient tenant compte de- leffet dchelle- leffet du volume contraint- leffet dentaille65Construction Bois 14.2 Rsistances des sections (1)4 Calcul des structures en boisSollicitations simples Traction axialeBM BLC LVLdim max(hz;hy) max(hz;hy) Ldimref150 mm 600 mm 3000 mme 0.2 0.1 0.075khmax 1.3 1.1 1.1|||

\|||

\|>===ref hmaxerefrefdimMk t,0, moddim t,0,dnetEdd td 0 t d tdim dim sik ;dimdimdim dim i s 1k f kk fANfmin,, , , Compression axiale f kfANfMk c,0, modc,0,dnetEdd cd 0 c d c==',, , ,Anet: section netteAnet: section nette, sauf si prsence dorgane dassemblage (Anet=A) zxhyhzLyNEdAnet66Construction Bois 14.2 Rsistances des sections (2)4 Calcul des structures en bois Flexion simplez) (y, flexion de axe : af kk f I 2h M1fkf1f fkMk m, moda dim a m,d,aa a Ed,a d mz d mz d mmy d my d mz d mz d my d my d mm ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,== + +Sollicitations simples (suite)yzxhyhzMEd,yMEd,zm,d,zm,d,yBM BLC LVLdim hahahadimref150 mm 600 mm 300 mme 0.2 0.1 0.15khmax 1.3 1.1 1.2Valeur Med,y=0 MEd,y0de kmou etMEd,z=0 MEd,z0Sectionrectangulaire 1 0.7Section nonRectangulaire 1 1 h hM 62z yz Ed,z d m=, ,67Construction Bois 1FEd4.2 Rsistances des sections (3)4 Calcul des structures en boisSollicitations simples (suite) Compression transversale localiseMk c,90, mod90 c c,90,dEdd 90 cd 90 c d 90 cf kk fbcFf,, ,, , , ,==FEdFEdFEdFEdcac1c2cef(a) (b) (c)diffusion 1/3hbc : largeur de la zone de contactkc,90: coefficient de localisation (1kc,904)(a) : zone dabout (ah/3)(b) : zone intermdiaire(c) : charges localises en vis--vispossibilit de diffusion des charges vrification effectuer en 1 et en 2||

\|+||

\| =c 12h1250c38 2 k90 c.,||

\|+||

\| =c 6h1250c38 2 k90 c.,ief90 ci efcckc 3 c=,c,90,d68Construction Bois 14.2 Rsistances des sections (4)4 Calcul des structures en bois CisaillementMk v, modV v,s,defef Edd sd s v d sf kk fb Is Vf==,, , ,Sollicitations simples (suite) h b 23Vb Is Vefz Ed,y ef,y ef z Ed,z d s= =,, ,VEdhbs,dhefhefyzxz=|||||||

\||||

\|||

\| +||

\||||

\|+=LVL le pour 5 4BLC le pour 6.5BM le pour 5.0khhhhhx0.8hh1hhhh1.11 k; 1 kn2efefe ef ef1.5enV.minb, hef: largeur et hauteur effective de la zone cisaillekV: coefficient de prise en compte dune entailleVEdcalcul en ngligeantleffet des charges situes une abscisse hef(uniquement si kV=1)kV=1kV

+=,, , ,=LVL le et BLC le pour 0.1BM le pour 0.2kn75Construction Bois 14.3 Stabilit des lments (5)4 Calcul des structures en boisElments comprims et flchis1f fkf k1fkf f kz d mz d my d my d mmd 0 c z cd 0 cz d mz d mmy d my d md 0 c y cd 0 c + + + +, ,, ,, ,, ,, , ,, ,, ,, ,, ,, ,, , ,, , Interaction flambement / flexion sans dversement1f k f kd 0 c z cd 0 c2y d m crity d m +|||

\|, , ,, ,, ,, , Interaction flambement / flexion avec dversement76Construction Bois 1Combinaison considre : combinaison de dplacements4.4 Dformation des ossatures (1)4 Calcul des structures en boisunet,f= uG,i(1+ kdef) + uQ1,i(1+ 2,1kdef) + (uQj,i(0,j+ 2,jkdef)) - u0u0: contreflche de fabricationuG: flche due aux actions permanentesuQ: flche due aux actions variablesInfluence des glissements ds au cisaillementuV 15 uM(h/L)2uV 19 uM(h/L)2uM: dplacement d la flexionuV: dplacement d au cisaillementInfluence des glissements dassemblage(A) (B)(1) (2)( ) ( ) ( )( ) ( ) |||

\|+ =2 ser 1 serB Ed A BK1K1V u/77Construction Bois 14.4 Dformation des ossatures (2)4 Calcul des structures en boisLimitations des dplacements horizontauxunet.fuS.i (vent)Portiques sans pont roulant H / 150 H / 150Autres btiments 1 niveau H / 300H / 250Btiments plusieurs niveaux :entre chaque tagebtiment d'habitation H / 300 H / 420autres btimentsH / 300 H / 250pour toute la structure Ht/ 500 Ht/ 420Limitation des dplacements verticauxunet,fuQ,i uQ,fu0Tous ouvrages L / 200 L / 300 L / 200 Consoles L / 100 L / 150 L / 100Toitures non accessibles L / 200 L / 250L / 300Planchers courants L / 250 L / 300L / 400Supports de matriaux fragiles L / 250 L / 350L / 500Esthtique L / 250 78Construction Bois 14.5 Stabilit au feu (1)4 Calcul des structures en boisComportement du bois au feu Situation d'incendie : critres et raction du boisDpart d'incendie : combustibilit, inflammabilitbois = matriau combustiblebois = matriau inflammable (classement au feu M3 ou M4 en fonction de l'paisseur)Dveloppement de l'incendie : vitesse de combustion, capacit calorifique, tenue au feubois = matriau vitesse de combustion constante (densit)bois = matriau de chauffage (densit)bois = matriau dont les caractristiques mcaniques sont invariantes avec la temprature Combustion du bois : phnomne stable (lments de structure)Formation immdiate de charbon de bois au contact d'une flammeDpart de l'eau et des gaz de la zone pyroliseStabilit mcanique et gometrique de la zone intgre 8 7 6 5 4 3 2 1 01000C9008007006005004003002001000[ Images : CD CNDB ]79Construction Bois 14.5 Stabilit au feu (2)4 Calcul des structures en boisVitesse de combustion Rsineuxk< 290 kg/m3: 0= (290 / k)0.51k 290 kg/m3: 0= 1Feuillus290 kg/m3 k< k1:0= 2k k1: 0= 3Sans arrondiAvec arrondi k1450 kg/m3 350 kg/m310.8 mm/min0.64 mm/min20.7 mm/min0.67 mm/min30.5 mm/min0.54 mm/minR = 20 mm pour tf= 30 minR = 50 mm pour tf= 120 minR < min (hr/2; br/2) Bois massif Bois lamell-coll290 kg/m3 k< k1:0= 4k k1: 0= 5Sans arrondi Avec arrondik1450 kg/m3 350 kg/m340.7 mm/min0.64 mm/min50.5 mm/min0.54 mm/min Arrondi d la combustion80Construction Bois 1Rd,f= min( kmod,f kfRk ; Rk )Rk: valeur caractristique temprature normalekf= 1.25 pour le BM, 1.15 pour le BLC, 1.10 pour le LVLkmod,f dpend du mode de calcul de la rsistance4.5 Stabilit au feu (3)4 Calcul des structures en boisSection rsiduelle Calcul sans arrondi : section efficace ar= a - 2 (0tf+ k0d0) a : dimension avant exposition k0= 1.0 si tf 20 mind0= 7 mm Calcul avec arrondi : rsistance rduite ar= a - 2 0tfa : dimension avant expositionPrincipe de vrification Combinaison d'actions accidentelle Justfication de la rsistance : Rd,f> Sd,fsection efficace : kmod,f = 1rsistance rduite : p : primtre (m)Ar: section (m)flexioncompressiontractionks200 125330pksArkmod,f = 1 -81Construction Bois 1Type de panneau0rParticules, fibres 0.9Contreplaqu 1.00= (450 / k)0.5min((20 / t)0.5; 1) 0rTemps de protection (min) : tp= t / 0- 54.5 Stabilit au feu (4)4 Calcul des structures en boisVitesse de combustion des panneaux