Maintien des poutres en acier par un plancher bois

Découvrez le guide sur le maintien de poutres en acier par un plancher bois, dans le cadre du Programme Recherche Développement Métier de la FFB !
14:0501/04/2020
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En pratique, il arrive souvent que les poutres métalliques supportent un plancher bois fixé sur leur semelle supérieure. Le plancher participe ainsi au maintien latéral de la poutre. Au moment de la rédaction du présent document, il n’existe pas de règles précises qui permettent de tenir compte de ce maintien, lequel est donc totalement ignoré dans les justifications. Cela a pour conséquence de surdimensionner les poutres et d’augmenter le poids de l’ossature, et par voie de conséquence, d’augmenter le coût de la construction.

 

Dans ce contexte, le Conseil des Professions de la FFB, dans le cadre de son Programme Recherche Développement Métier, a accepté, à la demande du Syndicat Français de la Construction Métallique et de l’Union des Métiers du Bois, de cofinancer avec le CTICM et le FCBA, la rédaction du présent guide. Il convient de noter que, dans le cadre de ce guide, le plancher en bois n’est pas considéré comme contreventement participant à la stabilité globale de la structure. Ici, est visé uniquement l’effet stabilisant du plancher sur les solives métalliques.

 

Contenu et aperçu de ce guide

 

 

Table des Matières

  • Introduction
  • Domaine d’application et limitations
  • Contexte normatif
  • Conception du plancher bois sur solives métalliques
    • Mode de fonctionnement du système plancher bois-solives métalliques
    • Dispositions constructives
      • Matériaux et composants du plancher
        • Généralités
        • Panneaux à base de bois
        • Solives métalliques
        • Organes de fixation
  • Méthodologie de calcul
    • Généralités
    • Détermination de la rigidité en cisaillement du plancher bois et vérification de sa résistance
      • Préambule
      • Détermination de la rigidité du plancher bois
      • Vérification de la résistance du plancher bois
      • Cas particulier des planchers avec ouvertures
    • Détermination de la rigidité limite S*
    • Calcul du moment critique et vérification de la résistance des solives
      • Vérification de la résistance de la solive métallique
  • Exemples de calcul
    • Exemple 1
      • Description de l’exemple
      • Détermination de la rigidité en cisaillement du plancher
      • Vérification du plancher vis-à-vis des efforts de stabilisation
      • Détermination de la rigidité S* et vérification des solives métalliques
    • Exemple 2
      • Description de l’exemple
      • Détermination de la rigidité en cisaillement du plancher
  • Références

 

Introduction

 

A l’état limite ultime, la capacité portante d’une poutre à section ouverte fléchie autour de son axe de forte inertie est gouvernée, soit par la résistance en flexion de la section transversale lorsque la poutre peut être considérée comme maintenue latéralement de façon continue, soit par la résistance au déversement (flambement latéral de la semelle comprimée) lorsque la poutre n’est maintenue qu’à ses extrémités.

 

En pratique, il arrive souvent que les poutres métalliques supportent un plancher bois fixé sur leur semelle supérieure. Le plancher participe ainsi au maintien latéral de la poutre. Au moment de la rédaction du présent document, il n’existe pas de règles précises qui permettent de tenir compte de ce maintien, lequel est donc totalement ignoré dans les justifications. Cela a pour conséquence de sur- dimensionner les poutres et d’augmenter le poids de l’ossature, et par voie de conséquence, d’augmenter le coût de la construction.

 

Dans ce contexte, le Conseil des Professions de la FFB, dans le cadre de son Programme Recherche Développement Métier, a accepté, à la demande du Syndicat de la Construction Métallique de France et de l’Union des Métiers du Bois, de cofinancer avec le CTICM et le FCBA, la rédaction du présent guide. Il convient de noter que, dans le cadre de ce guide, le plancher en bois n’est pas considéré comme contreventement participant à la stabilité globale de la structure. Ici, est visé uniquement l’effet stabilisant du plancher sur les solives métalliques.

 

Ce guide est divisé en plusieurs parties. Les paragraphes 3 et 4 définissent le contexte normatif et les dispositions constructives à respecter pour considérer l’effet stabilisant du plancher sur les solives métalliques. Le paragraphe 5 détaille ensuite la méthodologie de calcul et de vérification des solives maintenues par le plancher. Finalement, le paragraphe 6 illustre la méthodologie à l’aide de deux exemples concrets.

 

Domaine d’application et limitations

 

Le présent guide a été rédigé afin de couvrir des dispositions constructives simples et des conditions d’utilisation classiques des planchers bois supportés par des solives métalliques. Il en résulte certaines limitations. En particulier, les méthodes de calcul détaillées ci-après couvrent les planchers bois :

 

  • En classes de service 1 et 2 uniquement (voir l’EN 1995 [12]) ;
  • Fabriqués avec des panneaux contreplaqués (selon NF EN 636 [8]), lamibois (selon NF EN 14279 [21]), OSB (selon NF EN 300 [3]), particules (selon NF EN 312 [5]) ;
  • Supportés par des solives en acier à section en I doublement symétrique.

 

Les planchers bois couverts par ce guide sont sollicités par les charges verticales (poids propre et charges d’exploitation) et par des charges horizontales agissant dans leur plan résultant de la stabilisation des solives (charges de stabilisation). En revanche, le guide ne couvre pas les planchers utilisés comme diaphragme pour reprendre les charges horizontales dues au vent ou dues aux actions sismiques.

 

En plus, les méthodes présentées ci-après couvrent uniquement la vérification de la résistance et de la rigidité du diaphragme vis-à-vis des charges de stabilisation. Les vérifications de la résistance et des déplacements (flèches) du plancher vis-à-vis des charges gravitaires doivent être effectuées selon l’EN1995 et/ou selon les abaques des fabricants de panneaux bois.

 

Finalement, on doit noter que le présent guide est basé sur la version projet de l’EN1995 disponible au moment de sa rédaction.

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