Bases des détails de connexion en bois lamellé-collé

Dec 04, 2023

APA – L'Engineering Wood Association offre des conseils sur la conception d'assemblages de bois lamellé-collé efficaces, durables et structurellement solides. Découvrez les erreurs courantes et sept bonnes pratiques à ajouter à votre boîte à outils.

La résistance du bois dépend de la direction du grain. Le terme technique pour désigner cette variance est « orthotrope », ce qui signifie avoir des résistances différentes dans trois plans perpendiculaires les uns aux autres. Le grain du bois est résistant dans le sens longitudinal. Pensez aux colonnes de bois étroites utilisées pour supporter des poutres et des fermes de toit beaucoup plus grandes comme exemple classique de cette résistance longitudinale. Cependant, le bois n’est pas aussi résistant lorsqu’il est chargé perpendiculairement au fil. La direction opposée à la croissance verticale d'un tronc d'arbre est la plus faible du bois. Trop de tension perpendiculaire au fil sépare les fibres du bois et peut entraîner une défaillance catastrophique. Les entailles, les fixations mal placées et les charges suspendues peuvent tous contribuer à ce type de défaillance. D'un autre côté, les conceptions structurelles qui tirent parti de la résistance longitudinale du bois et évitent les contraintes de tension transversales sont efficaces, attrayantes et plus résilientes.

Des détails de connexion appropriés sont essentiels à la performance structurelle et à la facilité d’entretien de toute structure à ossature bois. Bien que cela soit vrai pour les bois massifs sciés et lamellés-collés (lamellé-collé), les dimensions plus grandes et les portées plus longues rendues possibles par les composants en lamellé-collé rendent le détail correct des assemblages encore plus critique. Il est essentiel de prendre en compte attentivement les caractéristiques d'expansion et de contraction du bois liées à l'humidité lors du détail des assemblages afin d'éviter d'induire des contraintes de tension perpendiculaires au grain. Les connexions doivent être conçues pour transférer les charges de conception vers et depuis un élément structurel sans provoquer de concentrations de contraintes localisées, susceptibles de provoquer une rupture au niveau de la connexion.

Pour durer, les raccordements extérieurs doivent être correctement ventilés et vidés. Évitez de laisser le bois en contact direct avec le béton, la maçonnerie ou le coulis, qui sont poreux et évacuent l'humidité. Il est également essentiel de détailler les connexions pour isoler tous les éléments en bois des sources potentielles d'humidité excessive et d'aérer pour permettre au bois de sécher. Étant donné que le bois se dilate dans des environnements humides ou humides et rétrécit dans des environnements secs, il est important de concevoir des connexions qui permettent ces mouvements. Les connexions qui ne sont pas correctement détaillées pour le retrait du bois peuvent provoquer des fissures. Les connexions détaillées avec des trous oblongs permettent le mouvement du bois sans provoquer de contraintes perpendiculaires au fil qui pourraient provoquer la fente du bois. Le retrait du bois peut également entraîner des connexions desserrées susceptibles de modifier le chemin de charge prévu, tandis que le gonflement peut déformer le matériel de connexion. De bons détails de connexion du bois permettent ces tendances naturelles.

Bien que l'expansion dans la direction parallèle au fil d'un élément en bois soit minime, le changement dimensionnel dans la direction perpendiculaire au fil peut être important et doit être pris en compte dans la conception et les détails des assemblages. Une poutre de 24 pouces de profondeur peut diminuer en profondeur par retrait d'environ 1/8 de pouce à mesure que sa teneur en humidité d'équilibre passe de 12 à 8 %. Lors de la conception d'assemblages pour éléments en bois lamellé-collé, il est important de concevoir et de détailler l'assemblage de manière à ce que le retrait de l'élément ne soit pas limité. En cas de retenue, le retrait de la poutre peut provoquer le développement de contraintes de tension perpendiculaires aux grains dans l'élément au niveau de la connexion. Si ces contraintes dépassent la capacité de l'élément, elles peuvent provoquer la fente du bois lamellé-collé parallèlement au fil. Une fois qu'une rupture par rupture de tension s'est produite dans un élément, sa capacité de cisaillement et de flexion est considérablement réduite.

En plus des ruptures de tension perpendiculaires au grain induites par l'humidité évoquées ci-dessus, des ruptures similaires peuvent résulter d'un certain nombre de détails de conception de connexion différents et incorrects. Une encoche incorrecte des poutres, un chargement excentrique (hors plan) des assemblages de fermes et un chargement des poutres du côté tension peuvent induire des moments internes et des contraintes de tension perpendiculaires au grain.