Constructions à ossature bois : Étude et optimisation du contreventement par diaphragme : développement d’outils de calcul et validation par éléments finis

Ing. T. FISCHER
Dr Ir P. BOERAEVE
GRAMME - Liège

Cet article, lié à un TFE, traite de la problématique actuelle inhérente à la construction bois : l’important décalage entre d’une part, l’absence de normes et de connaissances suffisantes sur le comportement des constructions bois et d’autre part, la demande de projets de plus en plus ambitieux, suite au nouvel engouement envers ce matériau. Si l’on se concentre sur le modèle constructif dit « à ossature bois », l’un des fers de lance des bâtisseurs actuels est la résistance au contreventement. La structure porteuse, extrêmement légère, ainsi que le comportement des « diaphragmes de contreventement », trop peu connus, posent régulièrement problème aux bureaux d’étude. Les sujets abordés dans cet article sont multiples. D’abord un bref état d’art assied les bases en matière de contreventement des ossatures bois. Ensuite, la seconde partie est abordée dans l’optique de développer un outil qui permette de vérifier et d’optimiser une structure à ossature bois. Cette partie présente donc le développement et l’optimisation de méthodes alternatives à l’EC5 permettant une vérification efficace et fiable d’une ossature tant aux ELU qu’aux ELS. Finalement, un volet portant sur les critiques et l’analyse par éléments finis du comportement de parois types a permis une évaluation objective des outils développés.

Mots-Clefs: Bois, Ossature bois, contreventement, diaphragme, outil de calcul, vent, raideur, rigidité, Eurocode 5

This article aims to present a final thesis about some current difficulties in wood construction: the important lag between the lack of standards and sufficient knowledge of the behaviour of wood building and increasingly ambitious projects with the rebirth of wood. If we focus on the « wooden frame buildings », one of the key points is currently the bracing resistance. The very light structure of wood buildings together with the poor knowledge of the behavior of shearing walls can often be a problem for engineering design offices. The proposed work in this thesis aims at several objectives: On the one hand, to take stock of the current progress made in wooden frame bracing. On the other hand, based on this first part, to develop the most advanced and complete calculation tool which systematically checks and allows to optimize a definite structure. The significant loopholes of the Eurocode 5 concerning shearing wall have justified the research, the development and the optimisation of more elaborated methods to allow an effective and reliable verification (in the ELS and ELU cases). Finally, a specific chapter dedicated to critics and to the analysis of the behaviour of typical walls by finite elements has made it possible to objectively evaluate the developed tools.

Keywords : Wood, Timber, wooden frame, shear, brace, bracing wall, shearing wall, calculation tool, wind, stiffness, rigidity, Eurocode 5


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Revue scientifique des ISILF n°29, 2015, p153