Partie I : Présentation générale et conception








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Partie I : Présentation générale et conception

  

L’ossature

Les murs sont fabriqués sur le chantier ou en atelier, mais le principe est le même, il s'agit d'assembler par clouage une ossature en bois composée de montants verticaux et de deux traverses. (lisses haute et basse)

Les emplacements des ouvertures sont prévus pour y loger les futures menuiseries (portes, fenêtres ..). De chaque côté des ouvertures, les montants sont doublés et au-dessus, comme dans toutes les constructions, on fait un linteau.

La largeur des bois utilisés pour l'ossature est, le plus souvent, de 97, 120 ou 160 mm.

L'épaisseur est de 36 ou 45 mm, mais aux jonctions de panneaux, l'épaisseur minimale devant obligatoirement être de 45 mm, c'est cette épaisseur qui est la plus couramment utilisée pour l'ensemble des montants.
Le plus souvent, on utilise des bois résineux pour l'ossature comme pour la charpente.

La norme NF P 21-400 définie la qualité des bois à utiliser et la marque CTB Sawn Timber certifie le classement, la précision du sciage et les caractéristiques mécaniques des bois selon les critères de la norme.

Les bois utilisés pour la charpente et les structures sont classés en trois classes de résistance : C 18, C24 et C 30.

Le plus souvent on utilise la classe C 24 pour les ossatures.

Pour éviter les désordres ultérieurs et garantir une bonne durabilité des assemblages, on veillera à utiliser des bois avec un taux d'humidité contrôlé.

Les règles CB 71 (Règles de calculs et de conception des charpentes en bois) indique que les valeurs de contraintes admissibles s'appliquent à des bois à 15% d'humidité.

Le DTU 31-2 et la norme NF P 21-102 précisent que les bois d'ossature au moment de la mise en œuvre, ne doivent pas dépasser 18% d'humidité.

En pratique, pour la technique de mur ouvert, on utilisera des bois ne dépassant pas 18% et pour la technique de mur fermé, on utilisera des bois ne dépassant pas 14% d'humidité.
Tableau des taux d’humidité en fonction des usages (bardage, parquet,…)
Traitement des bois de structure.

Les bois utilisés en structure qui ne présentent pas de durabilité naturelle suffisante, doivent recevoir un traitement préventif en fonction de la classe de risque a laquelle ils sont exposés.

La norme NF EN 335 définit 5 classes d'emploi correspondant aux classes d'attaque biologiques des bois.
Mettre un tableau des 5 classes d’emploi
Les certificats de qualité CTB P+ pour les produits de préservation et CTB B+ pour les bois traités auxquels le DTU 31-2 fait référence, garantissent que les produits ou les bois traités ont fait l'objet d'un contrôle rigoureux.
 

Le contreventement (ou voile travaillant)

Les effets du vent sur la façade d'une maison se répercutent sur les murs pignons qui devront résister à la déformation, de même, lorsque le vent souffle sur les pignons, ce sont les murs de façades qui doivent s'y opposer.

Pour cela, sont cloués sur l'ossature bois, des panneaux dérivés du bois ou encore à liant minéral :

  • panneaux OSB de type 3 ou 4 (ép. mini 8 mm)

  • contreplaqué type S2, S3 ou CTBX (ép. mini 7 mm)

  • particules type P5 ou CTBH (ép. mini 10 mm)

  • fibre de bois (ép. mini 16 mm)

  • particules-ciment (ép. mini 12 mm)

  • fibre-gypse (ép. mini 12.5 mm)


Les panneaux utilisés pour le contreventement doivent répondrent à la classe de service 2, milieu humide.

classe de service 2 (milieu humide) : classe de service caractérisée par une teneur en humidité dans les matériaux qui correspond à une température de 20 °C et une humidité relative de l’air ambiant ne dépassant 85 % que quelques semaines par an: classe de service caractérisée par une teneur en humidité dans les matériaux qui correspond à une température de 20 °C et une humidité relative de l’air ambiant ne dépassant 85 % que quelques semaines par an

Mettre des photos de panneaux
Comme pour toutes constructions, les panneaux qui sont mis en oeuvre doivent être conformes aux normes, et présenter toutes les garanties d'aptitude aux utilisations structurelles. (Norme européenne harmonisée : NFEN 13986 :«Panneaux à base de bois destinés à la construction — Caractéristiques, évaluation de conformité et marquage») Cette garantie est donnée par l'apposition du marquage CE. De plus, pour l'utilisation en contreventement, les panneaux doivent résister en milieu humide. (classe de service II)

Les panneaux sont cloués sur leur pourtour et sur les montants et traverses de l'ossature. L'espacement entre fixations ne peut excéder 150 mm sur le pourtour et 300 mm sur les montants intermédiaires. Cet espacement peut être réduit pour augmenter la résistance si besoin, sans toutefois être inférieur à 50 mm. De même, dans certains cas il peut être nécessaire de placer un panneau de chaque côté de l'ossature pour renforcer (x 1,8) la capacité de résistance à la déformation dans le plan. 


Les pointes utilisées sont lisses ou torsadées et d'une longueur suffisante pour une pénétration minimum dans le bois de 35 mm.

Rendre pratiquement indéformable dans son plan, un mur en ossature bois composé de montants et de traverses, se nomme le contreventement. En parlant des panneaux on emploie aussi le terme de voile travaillant.
L'illustration suivante montre des exemples de contreventement s'opposant à la déformation de la structure. Un plancher, placé sur les lisses supérieures, s'il a été conçu pour répondre à cette fonction, peut également contreventer l'ensemble en tenant le rôle de poutre au vent.



 

Légèreté et préfabrication.

Les techniques de constructions bois permettent de fabriquer en usine les éléments de structure des ouvrages, limitant ainsi le temps d’intervention sur chantier dont l’efficacité et la qualité dépendent le plus souvent des aléas des conditions climatiques.
Les matériaux utilisés pour la structure des murs.
 

Règles de conception des murs porteurs.

Les garanties de résistance aux sollicitations et de durabilité d'un mur porteur extérieur, exigent :

- de satisfaire à des exigences mécaniques, descentes de charges et indéformabilité. (contreventement) Le choix et le dimensionnement des différents éléments doivent être déterminés selon la norme NF EN 12871 et calculés au moyen des règles CB 71 , ou selon l’Eurocode 5 et en respectant les prescriptions du DTU 31.2 - Construction de maisons et bâtiments à ossature bois.

- de satisfaire à des exigences d'étanchéité à l'eau : le DTU 31.2 décrit les revêtements extérieurs susceptibles d'assurer une protection continue et durable.

- de prendre en compte les contraintes hygrométriques et thermiques et plus particulièrement les risques de condensation dans les parois.

Il s'agit, soit de paroi à lame d'air ventilée comportant une ventilation intérieure du mur par une lame d'air d'épaisseur supérieure ou égale à 10 mm contre la paroi extérieure et une possibilité d'évacuation de l'eau de condensation; soit d'une paroi sans lame d’air, sans ventilation ni évacuation d'eau. Dans ce cas, l'emploi de panneaux de particules P5 ou d'OSB dans un système traditionnel non ventilé est déconseillé en l’absence d’un pare-pluie. Dans le cas d’emploi d’un panneau de contreplaqué, il ne doit pas être revêtu d'une peau extérieure imperméable à la vapeur d'eau.

La perméance des différents matériaux qui constituent la paroi, doit être dégressive, de l'intérieur où elle doit être faible, vers l'extérieur où elle doit être très forte. Le plus souvent, un pare-vapeur est nécessaire, placé du côté chaud du mur, en particulier lorsqu'il est fortement isolé, pour se prémunir contre d'éventuels aléas de mise en œuvre.

 

Montage des murs.

On sait que le plancher en bois est bien plan et bien isolé, par contre, la dalle en béton brut présente des irrégularités de surface, de plus, elle est la principale source des remontées d'humidité. Aux emplacements des murs périphériques et des murs de refend, il convient de poser une coupure de capillarité, constituée d'un feutre bitumé ou similaire. Sur cette étanchéité, est alignée, calée de niveau et solidement fixée au sol, une pièce de bois (semelle d'assise) de la même largeur que les bois qui sont utilisés pour faire l'ossature des murs et suffisamment épaisse pour permettre la fixation la lisse basse.. 

L'étanchéité est arasée ou relevée le long de la semelle et pour combler les éventuels espaces entre la semelle et le béton, on fait un joint à la pompe pour parfaire l'étanchéité.

Sur le plancher bois, la semelle d'assise n'est pas nécessaire.

Les murs sont fixés sur la semelle d'assise et provisoirement maintenus d'aplomb par des étais.

Les différents éléments de murs sont assemblés entre eux par boulonnage.



 

Quelques exemples de montage de parois de mur les plus courantes.

Les schémas ci-dessous, présentent quatre principes constructifs de parois de mur parmi les plus courantes :

Deux exemples avec contreventement intérieur et deux avec contreventement extérieur.

Le principe de l'ossature et de l'isolant est comparable, quel que soit le type de paroi.

 

Les parois avec contreventement intérieur.

Le contreventement est placé du côté intérieur du mur. Dans ce cas, le panneau de structure doit être protégé de l'action éventuelle du feu par une plaque de plâtre.

 

Paroi non ventilée. (à gauche)

La vêture* extérieure est fixée sur l'ossature et placée contre le matériau isolant, sans ventilation.

Elle peut être composée d'un panneau de contreplaqué ou de bois-ciment revêtu d'un revêtement plastique épais. (RPE)

Paroi ventilée. (a droite)

Une lame d'air est ménagée entre l'isolant et la vêture extérieure.

Un pare-pluie est fixé sur l'ossature et le bardage extérieur est posé sur des contre-lattes fixées au droit des montants verticaux.

* La vêture extérieure, appelée aussi peau extérieure, est le nom donné à l'habillage extérieur du mur. Son rôle est à la fois d'assurer l'aspect décoratif de la construction et d'assurer la protection des matériaux qui constitue la structure de l'ouvrage.

 

Les parois avec contreventement extérieur.

Le contreventement est placé du côté extérieur du mur. Dans ce cas, le panneau de structure doit être protégé de l'action des éléments extérieurs, intempéries et chocs. Cette peau extérieure peut être de natures diverses, bois, panneaux revêtus, laine de bois (Fibragglo), fibre-ciment, pierres, briques, ardoises, bardeaux, crépis hydrauliques sur treillis ou panneaux de laine de bois ou revêtement plastique épais (RPE) sur panneaux.



Paroi non ventilée. (à gauche)

L'application d'un revêtement adhérant sur un panneau extérieur assurant la fonction de contreventement n'est pas autorisée.

La mise en œuvre d'un contreventement extérieur sur paroi non ventilée n'est possible que dans le cadre de l'application d'un enduit hydraulique étanche sur armature métallique  ou sur panneaux de laine de bois (cf. DTU 31.2) ou d'un système bénéficiant d'un avis technique (AT) ou d'un agrément technique européen (ATE) favorable à cette technique.

Paroi ventilée. (à droite)

Une lame d'air est ménagée entre le voile travaillant et la vêture extérieure.

Un pare-pluie est posé en lés horizontaux sur le panneau de contreventement .

Des contre-lattes sont fixées sur l'ossature principale, pour recevoir l'habillage extérieur. Leur épaisseur constitue la lame d'air.

La vêture extérieure peut être constituée de bardage bois, panneaux revêtus, laine de bois (fibragglo), fibres-ciment, pierre, briques, ardoises, bardeaux, crépis hydrauliques sur treillis ou panneaux de laine de bois ou revêtement plastique épais (RPE) sur panneaux.

L'ancrage au sol.

Très souvent, le poids de la construction, couverture, charpente, plancher, murs, (appelé descente de charges) équilibre les risques de soulèvement. Mais, la météo est parfois capricieuse et il faut prévoir des vents forts voire la tempête.

Les murs ou sections de murs sont fixés solidement au sol par des ancrages mécaniques. Dans la dalle béton on utilise le plus souvent des goujons d'ancrage métalliques à expansion ou des scellements chimiques. Sur un plancher bois, l'ancrage se réalise par boulonnage sur les poutres sous-jacentes.

Les ancrages sont positionnés au droit de montants verticaux d'ossature, sur lesquels ils sont fixés. Les principales fixations doivent se situer aux angles et de chaque côté des ouvertures. 

Par mesure de sécurité et pour maintenir la lisse basse bien droite, outre les ancrages principaux, il convient de la fixer au moins tous les deux montants.

Les ancrages par goujons métalliques. Lors de son expansion ou de sa mise en charge, la cheville mécanique exerce une compression sur une zone de béton qui est appelée : Cône de compression. Une cheville placée au milieu d'une dalle, utilise toute la surface de béton autour d'elle et reprend une charge de service optimum appelée : Pleine dalle.

Par contre, si la fixation est implantée à proximité d'un bord, une zone de béton n'est plus disponible pour supporter une charge maximum.

De même, si deux fixations sont situées à proximité l'une de l'autre, l'interférence des cônes de compression sollicite plusieurs fois une même surface de béton. Dans ce cas, il conviendra également d'appliquer un coefficient de réduction de charge.

 Goujon Hilti HSA m 10-140



 

Assemblage des éléments de mur.

Lorsqu'un mur est composé de plusieurs segments, ils sont assemblés entre eux par boulonnage. (Au moins trois boulons diamètre 10 mm sur la hauteur d'un montant) Une fixation à dix centimètres minimum de chaque extrémité de montant et une ou deux autres réparties sur la hauteur.

Pour assembler les angles, la même technique est employée, mais comme on le voit sur le croquis ci-contre, un montant supplémentaire est nécessaire pour raccorder les deux murs en angle et pour apporter de la rigidité à cet endroit de la construction des plus sollicités par la déformation, sous les effets du vent.

Les murs sont fixés au sol et ils sont également fixés entre eux. Pour rigidifier l'ensemble, une lisse de chaînage est fixée sur la lisse haute (qui peut être une sablière dans le cas où elle reçoit des élément de toiture). On prend soin de croiser les assemblages dans les angles.

Cette lisse rigidifie l'ensemble, maintient la partie haute des murs dans un bon alignement et permet de préparer la pose du plancher d'étage ou de comble.

 



 

Mur posé sur dalle béton.

On peut y associer le plancher à entrevous, pour lequel la technique est identique, que la dalle béton soit sur terre plein, sur vide sanitaire ou sur sous-sol.

Les habillages extérieurs peuvent être de tous types, bardage bois, crépis hydraulique sur armature métallique, revêtement plastique épais sur complément d'isolation extérieur, petits éléments de bardage ou éléments maçonnés (briques ou pierre).


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