Règles de calcul et de conception des charpentes en bois
Règles C.B.71 Juin 84

Sommaire et contenu du livre "Règles de calcul et de conception des charpentes en bois - Règles C.B.71 Juin 84"

TABLE DES MATIÈRES

o• Préambule l
0,0 -Notations et unités 3

0,01-Notations...... ............ .......... .............. ......... 3

0,02-Unités...................................................... 3

0,1 -Objet des Règles. .................................................. 3

0,2 -Domaine d'application (oudevalidité)................................ 3

0,3 -Référence à des Normes ou à d'autres Règles. .......................... 3

0,4 -Difficultés d'interprétation 3

1 • Justification de la sécurité des constructions 5

1,0 -Principes des justifications 7

1,01-Basesdescalculs............................................. 7

1,02-Méthodesdecalculs
................................ 7
1,03 -Notion de sécurité 7

1,031 -Définition de la ruine 7

1,032-Degrédesécurité........................................ 7

1,04 -Recours aux expériences directes 7

1,1 -Effets pris en compte dans les calculs 9

1,10-Énumération................................................ 9

l,Il -Chargespermanentes........ .................. ............... 9

1,110 -Définition 9
1,111-2 -poids volumique à prendre en compte dans le calcul
1,111-3 -poids volumique à prendre en compte dans le calcul
1,111-4 -poids volumique à prendre en compte dans le calcul

l,Ill -Poids propre............................................ 9

1,111-1 -poids volumique à prendre en compte dans les calculs 9

des sollicitations en cours de montage 9

des sollicitations en service. ................................ 9

des sollicitations en cours d'essai 11

1,112-Influencedumodedeconstruction........................ 11

1,12-Surcharges.................................................. 11

1,121 -Surcharges d'exploitation 11

1,122 -Surcharges appliquées en cours d'exécution 11

1,123 -Surcharges d'essai 11

1,124 -Surcharges climatiques 13

1,13 -Effet de la durée d'application des charges et surcharges 13

1,131-Chargesetsurchargesdelonguedurée...... ........... .. 13

1,132 -Charges et surcharges momentanées. . . . ... . . . . . . . . . .. 13

1,133 -Cas particuliers des surcharges climatiques 13

1,14 -Influence des variations de température 13

1,15 -Influence de J'humidité 15

1,16-Effetsdesséismes............................................ 15

1,17 -Cas d'incompatibilité entre surcharges . . . . . . . . . . 15

1,2 -Méthode de justification. ............................................ 15

1,20 -Principes 15

1,21 -Expressions des sollicitations totales pondérées intervenant dans
les calculs 17

1,22 -Vérification sous l'effet des charges permanentes, des surcharges
d'exploitation et des surcharges climatiques ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Tableau résumant les sollicitations à prendre en compte et les valeurs

des contraintes limites correspondantes à ne pas dépasser 18

1,23-Vérificationdeladéformationdel'ouvrage...................... 21

1,3 -Précision numérique des calculs 21

II
• Nature et qualité des matériaux • Essais................................. 23

2,1 -Bois massifs. ..................................................... 25

2,11 -Principales essences de bois utilisées en charpente . . 25

2,12 -Caractères technologiques des bois 25

2,13 -Caractères physiques et mécaniques des bois 25

2,131 -Caractères physiques 25
2,132-Caractèresmécaniques........ ....
.................... ... 25

2,2 -Bois lamellés-collés 31

2,21 -Définition 31

2,22 -Terminologie 31

2,23-Essencesdeboisutilisables.................................... 31

2,24 -Caractères technologiques des bois 31

2,241-Catégorieminimaleutilisable
......................... 31
2,242 -Qualité technologique des bois lamellés-collés. . . . . . . . . . . . . . . 31

2,243 -Constitution de la moitié centrale et des quarts extérieurs des
sections transversales 31

2,25 -Constitution des bois lamellés-collés 33

2,251 -Lamelles: largeur, épaisseur, aire de leur section. . . . . . . . . . . . 33

2,252-Rayondecourbureminimaldeséléments................... 33

2,26 -Caractères mécaniques des bois lamellés-collés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2,3 -Contreplaqués. .................................................... 33

2,31 -Terminologie...... .... .......... ..... .................. ..... 33

2,32-Essences.................................................... 33

2,33 -Constitution des contreplaqués 35

2,34 -Caractères mécaniques des contreplaqués 35

2,341 -Résistance 35

2,342-Déformationdescontreplaqués............................ 35

2,4 -Autres matériaux. ................................................. 37

2,5 -Essais de réception et de contrôle des matériaux 37

2,51 -Boismassifs................................................. 37

2,511 -Éprouvettes d'essai 37

2,512-Essais.................................................. 39

2,512-1 -Compression axiale 39

2,512-2 -Traction axiale 39

2,512-3 -Flexion statique 39

2,512-4 -Choc ou flexion dynamique (résilience) 39

2,512-5 -Compression transversale (ou de flanc) 39

2,512-6 -Traction perpendiculaire aux fibres . . . . . . . . 39

2,512-7 -Cisaillement(longitudinal).......................... 39

m-Contraintes admissibles 41

3,1 -Contraintes admissibles dans les bois massifs· Généralités 43

3,11 -Contraintes de base et contraintes admissibles -Essais. . . . . . . . . . . . 43

3,12 -Contraintes de base forfaitaires à admettre à défaut d'essais préa.
lables -Contraintes admissibles forfaitaires pour des bois des catégories 1,
II
et III ........................................................ 43

-Tableau 3(coefficient desécurité2,75) ' .. .......... ...... .... 45

3,13 -Réduction des contraintes admissibles en fonction de l'humidité des
bois...... 47

-Tableau 4 (Résineux) 47

-Tableau 5 (Chêne) 49

3,2 -Contraintes admissibles dans les bois massifs sous certains types de sollici­tations ...... .................. ........ ........................ ...... 49

3,21 -Compression simple axiale 49

3,211 -Compression simple axiale en bout 49

3,212 -Fluage en compression simple axiale 51

3,22 -Traction axiale 51

3,221-Fluageentraction....................................... 51

3,23 -Flexion statique 51

3,231 -Flexion en phase élastique des pièces de bois massif. . . . .. . . . 51
3,23-11 -Pièces de hauteur de section transversale différente de
3,23-12 -Déversement (élancements transversal et longitudinal

15 cm (Tableau 6) 51

combinés) 53

3,23-13 -Sollicitations alternées -fatigue 53

3,23·131 -Flexion alternée· compression et traction alternées. .. 53

3,24 -Compression transversale (ou de flanc) et compression oblique. . . . 53

3,241 -Contrainte admissible en compression transversale (ou de flanc)
nonlocalisée................................................. 53

3,242 -Compression transversale localisée (Tableau 7) . . . . . . . . . . . . . . 53

3,243 -Compression oblique non localisée (Tableau 8). . . . . . . . . . . . . . . 55

3,244 -Compression oblique localisée (Tableau 9) 57

3,25-Tractiontransversaleettractionoblique........................ 57

3,25-1 -Contrainte admissible en traction transversale 57

3,25-2 -Contrainte admissible en traction oblique 59

3,26 -Cisaillement longitudinal et cisaillement transversal. . . . . . . . . . . . . . . 61

3,26-1 -Contrainte admissible au cisaillement longitudinal. . . . . . . . . . 61

3,26-2-Casducisaillementtransversal........................... 61

3,3 -Contraintes admissibles c!;;ns les bois lamellés-collés 61

3,31 -Influence des caractères des bois employés....................... 61

3,310 -Contraintes admissibles déduites de celles des bois massifs. . . . 61

3,311 -Contraintes admissibles lors de l'emploi de plusieurs essences.. 61

3,312 -Contraintes admissibles lors de l'emploi de plusieurs catégories 61

3,313 -Contraintes admissibles en flexion simple et en flexion composée 63

3,32 -Réduction ou majoration des contraintes admissibles 63

3,321 -Humidité
................................ 63
3,322-Caractèrestechnologiques................................ 63

3,33-Contraintesdebase........................................... 63

3,34-Contraintesadmissibles....................................... 65

3,341 -Majoration par rapport à celles des bois massifs. . . . . . . . . . . . . 65

3,342 -Cas de la compression en bout et de la compression localisée. 67

3,343 -Contraintes admissibles dans les plans de collage. . . . . . . . . . . . 67

3,343-1 -cas de l'emploi des diverses colles. .................... 67

3,343-2 -cas de la traction transversale dans les plans de collage .. 67

3,35 -Pièces de sections rectangulaires de hauteur différentes de 15 cm. . .. 67

3,36-Piècesdesectionscomposées................................... 67

3,4 -Contraintes admissibles dans les contreplaqués 67

3,40 -Généralités 67

3,41 -Influence de la méthode adoptée pour le choix des contraintes
admissibles 67

3,42 -Influence de l'humidité 69

3,43-Contraintesadmissibles....................................... 69

-Tableau 13 -Contraintes admissibles dans les contreplaqués ..... ' . . . . . . . . . . .. 71

IV
• Règles générales concernant les calculs de résistance et de déformation. . . . . 73

NOTA IMPORTANT
En attente des études en cours concernant les règles de calcul fondamentales, les règles de calcul simplifiées objet du chapitre 4, 9 sont suffisantes pour rendre utilisable aux concepteurs, aux
bureaux de contrôle et aux entrepreneurs le présent document.
4,0 -Données numériques................................................ 75

4,01 -Modules de déformation 75

4,011 -Modules conventionnels de déformation des bois massifs...... 75

4,012 -Modules conventionnels de déformation des bois lamellés-collés 77

4,013 -Modules de déformation des contreplaqués. . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

4,014-Modulesd'élasticitédel'acier............................. 77

4,02-Limitesd'élasticité........................................... 77

4,021 -Limitesd'élasticitédesboismassifs....................... 79

4,021-1 -Limite d'élasticité en compression simple axiale 79

4,021-2 -Limite d'élasticité en traction simple axiale. . . . . . . . . . 79

4,021-3 -Limite d'élasticité en flexion simple instantanée. . . . . . . 79

4,021-4 -LImite d'élasticité au cis.aillement longitudinal 79

4,021-5 -Limite d'élasticité à la traction transversale sans
cisaillement 79

4,021-6 -Limite d'élasticité à la compression transversale. . . . . . 79

4,022 -Limites d'élasticité des bois lamellés-collés. . . . . . . . . . . . . . . . . 79

4,023 -Limitesd'élasticitédescontre-plaqués..................... 79

4,1 -Compression 4,2 -Traction 4,3 -Flexion 4,4 -Règles particulières aux questions de déversement des éléments à section transversale élancée. 4,5 -Torsion
En attente vOIr: Règles simplifiées
4,6 -Les assemblages. .................................................. 81

4.60-Généralités.................................................. 83

4,601-Sécuritédesassemblages................................. 83

4,602-Dispositions............................................ 83

4,603 -Vérifications de la sécurité d'un assemblage. . . . . . . . . . . . . . . . . 83

4,604-Conceptiond'unassemblage.............................. 83

4,604-1 -assemblages simples actifs 83

4,604-2 -conception, dimension 83

4,604-3-assemblafl;esneutres................................ 83

4,605 -Assemblages à entailles -assemblages par juxtaposition ..... 83

4,606 -Nœuds d'assemblage..................................... 85

4,606-1 -nœuds d'assemblage non canoniques. . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4,606-2-articulations...................................... 91

4,61 -Assemblages à entailles ou traditionnels 91

4,610-1 -inversions d'efforts (sous-assemblages) 91

4,610-2 -sections nettes au droit des entailles 91

4,610-3 -zones sollicitées au cisaillement, à la compression et à la
traction transversales 91

4,610-4 -décomposition des efforts produits par les sollicitations. . 91

4,610-5 -essai sur modèle d'assemblage 91

4,610-6 -justification de la bonne tenue à défaut de la connais­sancedeseffortsdansleséléments.......................... 91

4,61-1 -Assemblage à embrèvement 93

4,61-2 -Enture 95

4,61-3 -Assemblage à mis·bois 97

4,61-4-Assemblageàtenonetmortaise.......................... 97

4,61-5-Assemblageàqueued'aronde............................ 97

4,62-Assemblagesparjuxtaposition................................. 99

4,62-1 -Assemblages mécaniques 99

-Organes d'assemblage 99

-Organes complémentaires d'assemblage. . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

4,62-11-Assemblagesboulonnés................................. 99

4,62-111 conception des assemblages boulonnés . . . . . . . . . . . . . . . . 99

4,62-112 diamètre des boulons 101

4,62-113 répartition des efforts dans les boulons. . . . . . . . . . . . . . .. 103

4,62-114 cas du cisaillement double et multiple. . . . . . . . . . . . . . . . 103

4,62-115 distances entre boulons 103

4,62-116 jeux des trous de boulon 105

4,62-117 assemblages par boulons montés avec plaques d'appui .. 105

4,62-12 -Assemblages cloués 107

4,62-120 distances entre clous 107

4,62-121 cas des essences fissiles 109

4,62-122 conceptiondecesassemblages....................... 109

4,62-123 diamètre des pointes 109

4,62-124 plansdecisaillement............................... III

4,62-125 cisaillement simple, mixte et double III

4,62·126 répartition des efforts dans les clous. III

-Tableau 16 -dimensions, charges admissibles au simple cisaillement (pin
d'Oregon) ....................................................... .... 113

-Tableau 17 -dimensions, charges admissibles au double cisaillement (pin
d'Oregon)........................................................... 115

4,62-127 abattementsselonlenombredeclous................. 117

4,62-128 coefficient pour les constructions exposées à l'humidité
(tableau 18) ............................................. 117

4,62-129 cas des avant·trous 117

4,62·130 clousspéciaux..................................... 117

4,62-14 -Assemblages brochés :........................ 119

4,62-140 organecomplémentaire........................... .. 119

4,62-141 distancesentrebroches........................... .. 119

4,62-142 nuance d'acier 119

4,62-143 plansdecisaillement............................. .. 119

4,62-144 diamètre des broches............................... 119

4,62-145 répartition des efforts 119

4,62.146
essaissurmaquettesd'assemblage.................... 119

4,62-147 abattements selon le nombre de broches.............. 121

4,62-15 -Assemblages à aiguilles 121

4,62-150 organecomplémentaire............................. 121

4,62-151 quadrillage de disposition des aiguilles 121

4,62-152 plansdecisaillement............................... 121

4,62-153 répartitiondesefforts................ ............ .. 121

4,62-154 essais sur maquettes d'assemblage.................... 121

4,62-16-Assemblagesspéciaux................................ .. 121

4,62-20 -Assemblages avec organes complémentaires d'assemblage. . . . 121

4,62-201 Assemblages à clavettes 123

4,62-202 Assemblages boulonnés avec goujons-tronconiques 125

4,62-203 Assemblages boulonnés avec anneaux. . . . . . . . . . . . . . . . . 127

4,62-204 Assemblages boulonnés avec crampons. . . . . . . . . . . . . . . . 127

4,63 -Assemblages sur goussets 129

4,63-1 -Assemblages sur goussets métalliques 129

4,63-11-Goussetsentôleépaisse.......................... .. 129

4,63-12-Goussetsentôlemince....................... .... .. 129

4,63-13 -Assemblages par connecteurs en acier. . . . . . . . . . . . . . .. 131

4,63-14 -Prescriptions communes à tous les connecteurs. . . . . . . . 131

4,63-2 -Assemblages sur goussets en matériaux dérivés du bois. . . . . . 137

4,63-21 -Assemblages sur goussets en bois contrecollé. . . . . . . . .. 137

4,63-22 -Assemblages sur goussets en contreplaqué 137

4,7 -Contreventements (en attente -non encore traités)
4,8 -Déformations...................................................... 139

4,80-Influencedesdéformations.................................. .. 139

4,801 ................................... ...................... 139

4,802 ......................................................... 139

4,803 ........................................ ................. 139

4,804 ....................................................... .. 139

4,81-Basesdescalculs............................................. 139

4,810 -utilisation des modules de déformation. ................... .. 139

4,811 -calculs en fonction de la section brute. ..................... 139

4,812 -flèches (fI,foo,ft) ...................................... .. 139

4,813 -calcul de fi (instantanée) en fonction de El 139

4,814 -calcul de foo (longue durée) en fonction de ~l •.••.•••.••••• 139

4,815 -coefficient de fluage en flexion 139

-Tableau 19 (et graphique) des valeurs de e 143

4,82 -Déformations dues aux efforts normaux 145

4,9 -Règles de calculs simplifiées. ........................................ 147

4,90-Domained'application(Tableau 20) ............................ 149

4,91 -Justification de la sécurité..................................... 151

4,910 -Principes 151

1°) Sollicitations totales pondérées du premier genre 151
4,911 -compte tenu des charges permanentes et des surcharges sans effet
4,912 -compte tenu des charges permanentes des surcharges sans eff-et

dynamique 151

dynamique et des surcharges climatiques (normales) . . . . .. . . . . . . .. . 151

2°) Sollicitations totales pondérées du second genre. . . . . . . . . . . . . . . 151
4,913 -compte tenu des charges permanentes des surcharges sans effet
4,914 -compte tenu des charges permanentes et des surcharges clima­

dynamique et surcharges climatiques (extrême) 153

tiques(extrêmes)............................................. 153

4,915 -valeurs de '(ce ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 153

-Tableau 21 -résumant les sollicitations à prendre en compte et les valeurs des
contraintes limites correspondantes à ne pas dépasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

4,916 -Constructions provisoires ou pour lesquelles la sécurité normale
n'est pas requise 153

4,92-Contraintesadmissiblesforfaitaires............................. 155

-Tableau 22 -Contraintes forfaitaires, coefficient de sécurité. . . . . . . . . . . . . . . . 155

-Tableau 23 -Limites d'élasticité conventionnelles 157

4,93-Piècessoumisesàlacompressionsimpleaxiale................... 157

4,930 -Sections des pièces comprimées 157
4,933 -Vérification des pièces soumises à la compression simple sans
4,934 -Vérification des pièces soumises à la compression simple avec
4,934-3 -Pièces en treillis soumises uniquement à des efforts de
4,935 -Vérification des pièces soumises à la compression transversale

4,931-Longueurdeflambement-Élancement.................... 157

4,931.1
-Longueur de flambement (Tableau 24) .. . . . . . . . . . . . . . . 160

4,931-2 -Élancement (Tableau 25) 162

4,932-Risquesdeflambement.................................. 163

risque de flambement 163

risque de flambement 163

4,934-1-Piècessimples(Tableau26)......................... 163

4,934-2-Piècescomposées
,.............. 167

compression '.'.................... 167

ou oblique (non localisée et localisée) 167

4,94 -Pièces soumises à la traction simple 167

4,940-Sectionsdespièces tendues............................... 167

4,941-Tractionsimpleaxiale................................... 169

4,942 -Traction oblique non localisée (Tableaux 27 et 28) 169

4,943-Tractiontransversale.................................... 169

4,95 -Pièces soumises à la flexion 171

4,950-Sections................................................ 171
4,953-2 -Sections fléchies et comprimées sans risque de flambe­4,953-3 -Sections fléchies et comprimées avec risque de flambe­4,955 -Effet de l'effort tranchant dans les pièces fléchies -Cisaillement

4,951-Flexionsimple 171

4,952-Flexionsimpledéviée(Tableau29)........................ 173

4,953 -Flexion composée 173

4,953-1-Sectionsfléchiesettendues......................... 173

ment................................................... 175

ment................................................... 175

4,954 -Cas particulier des treillis fléchis 175

longitudinal................................................. 177

4,96-Déformations................................................ 177

4,960 -ct Modules de déformation conventionnels» 177

4,961 -Coefficient de fluage en flexion (Tableau 30) ., . . . . . . . . . . . . . . 179

4,962 -Flèches admissibles 179