Avis Technique non valide

Transcription

1 Document Technique d Application Poutres en I à base de bois Wood composite I-joists Référence Avis Technique 3/ Poutrelles SWELITE Relevant de l Agrément Technique Européen Titulaire : Usine : Distributeur : MASONITE BEAMS AB BOX 5 SW Rundvik Internet : MASONITE BEAMS AB BOX 5 SW Rundvik SILVERWOOD (Groupe Wolseley) 11 boulevard Nominoë BP FR Pace Cedex ETA-04/0012 Commission chargée de formuler des Avis Techniques Groupe Spécialisé n 3 Structures, planchers et autres composants structuraux Vu pour enregistrement le 3 juin 2009 Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, FR Marne la Vallée Cedex 2 Tél. : Fax : Internet : (arrêté du 2 décembre 1969) Avis Technique non valide Les Avis Techniques sont publiés par le Secrétariat des Avis Techniques, assuré par le CSTB. Les versions authentifiées sont disponibles gratuitement sur le site internet du CSTB ( CSTB 2009

2 Le Groupe spécialisé n 3 «Structures, planchers et autres composants structuraux» de la Commission chargée de formuler les Avis Technique a examiné le 15 décembre 2008 la demande relative procédé de poutrelles SWELITE, présentée par la Société MASONITE BEAMS AB titulaire de l Agrément Technique Européen ETA-04/0012. Le présent document, auquel est annexé le Dossier Technique établi par le demandeur, transcrit l avis formulé par le Groupe Spécialisé n 3 sur les dispositions de mise en œuvre proposées pour l utilisation du procédé dans le domaine d emploi visé et dans les conditions de la France Européenne. 1. Définition succincte 1.1 Description succincte Poutrelles composites à section en I réalisées avec des membrures en bois massif et une âme en panneaux durs de fibres ou en panneaux à lamelles minces orientées (OSB), assemblée aux membrures par collage en rainure, destinées à la réalisation de supports de planchers (solives) et toitures de bâtiments (pannes et chevrons), pour des usages correspondant aux classes d emploi 1 et 2 au sens de l EN335-1 et aux classes de service 1 et 2 au sens de l EN Mise sur le marché Les poutrelles SWELITE objets de l ATE ETA04/0012 sont soumises, pour leur mise sur le marché, aux dispositions de l arrêté du 19 septembre 2002 portant application aux poutres et poteaux composites légers à base de bois du décret n du 8 juillet 1992 modifié, concernant l aptitude à l emploi des produits de construction. 1.3 Identification des poutrelles L identification des composants se fait comme indiqué au paragraphe 2 de la description du Dossier Technique établi par le demandeur. 2. AVIS Le présent document porte uniquement sur le procédé tel qu il est décrit dans le Dossier Technique joint, dans les conditions fixées au Cahier des Prescriptions Techniques Particulières ( 2.3). 2.1 Domaine d'emploi accepté L Avis est formulé pour les utilisations en France européenne (métropole + Corse) en supports de planchers (solives et poutres secondaires) et de toitures (pannes et chevrons) de bâtiments dont la structure peut être en bois, en métal, en béton armé ou en maçonnerie. Les caractéristiques d ambiance pour l usage du présent Avis correspondent aux classes de service 1 et 2 définies dans la norme NF EN , conduisant à des humidités de stabilisation dans le bois n excédant pas 20 %. Rappel des définitions des classes de risque d attaque biologique selon la norme NF EN 335 Classe d emploi 1 : situation dans laquelle le bois ou le produit à base de bois est sous abri, entièrement protégé des intempéries et non exposé à l humidification. Classe d emploi 2 : situation dans laquelle le bois ou le produit à base de bois est sous abri et entièrement protégé des intempéries, mais où une humidité ambiante élevée peut conduire à une humidification occasionnelle mais non persistante. Classe d emploi 3 : situation dans laquelle le bois ou le produit à base de bois n est ni abrité, ni en contact avec le sol. Il est, soit continuellement exposé aux intempéries, soit à l abri des intempéries mais soumis à une humidification fréquente. Classe d emploi 4 : situation dans laquelle le bois ou le produit à base de bois est en contact avec le sol ou de l eau douce et est ainsi exposé en permanence à l humidification. Classe d emploi 5 : situation dans laquelle le bois ou le produit à base de bois est en permanence exposé à de l eau salée. 2.2 Appréciation sur le procédé 2.21 Aptitude à l'emploi Stabilité La stabilité des poutrelles SWELITE est normalement assurée si leur conception et utilisation sont conformes aux conditions définies dans le dossier technique établi par le demandeur et au Cahier des Prescriptions Techniques Particulières. De même que dans l ATE ETA-04/0012, le comportement au séisme des poutrelles n a pas été examiné. Sécurité au feu Les exigences réglementaires concernant le comportement en cas d'incendie peuvent être satisfaites uniquement par l adjonction de protections rapportés qui empêchent la carbonisation des poutrelles en bois et l échauffement des planchers qu elles supportent. Ces protections doivent être visées par les solutions types décrites dans le DTU Bois-Feu 88, soit faire l objet d un procès-verbal délivré par un laboratoire agréé précisant que la température atteinte dans le plenum n a pas dépassé 300 C pour la durée de stabilité recherchée. En outre, les colles utilisées pour la fabrication doivent dans ce cas correspondre aux exigences requises pour les colles de type I au sens de la norme NF EN 301 (ou équivalent), sauf si la poutrelle bénéficie d un procès verbal d un laboratoire agréé. Sécurité du travail sur chantier La manutention et la pose manuelles des poutrelles ne présentent aucun risque particulier. Elles nécessitent les dispositions usuelles relatives à la sécurité des personnes contre les chutes de hauteur, et le recours aux dispositions préconisées par la société Masonite Beams AB Durabilité - Entretien Compte tenu du domaine d emploi accepté et des prescriptions techniques associées, la durabilité est normalement assurée pour les utilisations correspondant aux caractéristiques d ambiance acceptées, c està-dire équivalente à celle présentée par les constructions traditionnelles en bois utilisées dans les mêmes conditions. Dans certains cas d utilisation, il peut être, en outre, nécessaire d appliquer au bois un traitement contre les agents biologiques, comme décrit dans la norme NF EN Fabrication et contrôle Les fabrications des poutrelles SWELITE effectuées dans l usine suédoise de Rundvik sont réalisées dans les conditions de contrôle interne et externe conditionnées par les exigences du marquage CE du procédé. 2.3 Cahier des prescriptions techniques particulières 2.31 Conditions de fabrication Membrures Les membrures inférieures et supérieures sont réalisées en bois abouté assemblé par collage à entures, spécialement composé pour cet usage dans l usine du fabricant. Tous les bois utilisés sont d abord classés mécaniquement, puis visuellement par machine, ce qui permet de garantir la constance, les performances de la classe de résistance visée et le niveau de fabrication des membrures utilisées. Les membrures ainsi fabriquées sont classées dans l une des classes de résistance autorisées pour la fabrication des poutrelles SWELITE. La fabrication et le contrôle des membrures sont réalisés dans les conditions de contrôle interne et externe conditionnées par les exigences du marquage CE du procédé. L organisme extérieur qui effectue le suivi de contrôle qualité de la fabrication, communique les résultats de ces contrôles deux fois par an au CSTB Ame L âme est réalisée à partir de panneaux durs de fibres (hardboard) de classe HB.HLA2 selon la norme NF EN pour les séries HL, H et Hi ou en panneaux OSB classé OSB/3 selon la norme NF EN 300 pour les séries MP. La fabrication et le contrôle des panneaux et éléments d âme sont réalisés dans les conditions de contrôle interne et externe conditionnées par les exigences du marquage CE du procédé Adhésifs Les adhésifs utilisés doivent être de qualités structurelles et conformes au type I de la norme NF EN 301 attestés par un organisme agréé. 2 3/08-588

3 2.32 Conditions de conception et de calcul Le dimensionnement peut être effectué au moyen des propriétés mécaniques des poutres SWELITE déterminées comme suit, les efforts agissants ayant été préalablement calculés conformément aux Règles CB 71 ou à la norme NF EN (selon le code choisi), complétés par les prescriptions qui suivent, sous la responsabilité du fabricant ou de ses représentants agréés, qui doivent fournir une assistance et un dossier technique spécifique à chaque cas Calcul des Propriétés Mécaniques Admissibles Les propriétés mécaniques Admissibles des poutres SWELITE applicables pour un dimensionnement aux Règles CB 71, sont calculées à partir des propriétés mécaniques Caractéristiques préalablement déterminée selon les méthodes précisées au paragraphe 10 du Dossier Technique, par division par un coefficient de corrélation γ eq listé dans le tableau du ci-après, fonction de la propriété considérée. Le Moment de Flexion Admissible M adm est calculé en kn.m avec : L Effort Tranchant Admissible V adm est calculé en kn avec : La Résistance dur Appui Admissible R adm est calculée en kn avec : Coefficients de Corrélation pour les Poutres SWELITE Le calcul des propriétés mécaniques Admissibles des poutres SWELITE applicables pour un dimensionnement aux Règles CB 71 se fait au moyen des coefficients de corrélation γ eq listés dans le tableau suivant, déterminés conformément à la norme NF P et aux coefficients k mod spécifiques aux poutres SWELITE validés dans l ETA-04/0012. Propriétés Mécaniques Rigidités de Flexion et Cisaillement EI joist & GA joist & Modules moyens des composants Moment de flexion & Propriétés des Membrures γ eq,m Effort Tranchant & Propriétés de l Ame γ eq,v h 250mm ou avec renforts d âme γ eq,r h > 250mm sans renforts d âme γ eq,r h < 500mm γ eq,r h 500mm γ eq,r γ eq poutres HL, H et Hi γ eq poutres MP Non Applicable- Non Applicable- Non Applicable- Non Applicable Détermination des propriétés mécaniques des poutrelles SWELITE Les propriétés mécaniques des poutrelles SWELITE standards mises sur le marché français peuvent être lues directement à partir des tableaux 3a, 3b et 4 du dossier technique établi par le fabricant. Les propriétés mécaniques des poutrelles SWELITE non standards peuvent être déterminées selon la méthodologie présentée dans le Dossier Technique du présent document à condition que ces poutrelles soient fabriquées à partir des composants listés dans le tableau 2a et 2b et que les dimensions soient en adéquation avec les dimensions minimum et maximum couvertes dans le tableau 1 du dossier technique établi par le fabricant Charges en prendre en compte Les déformations de ces poutrelles étant particulièrement sensibles aux charges concentrées, l attention du prescripteur est attirée sur la nécessité de bien définir les charges ponctuelles, linéaires ou localisées Vérification des moments, des efforts tranchants et des contraintes Les moments fléchissant et efforts tranchant agissant sur la poutrelle sont calculés conformément au code choisi : Règles CB71 ou norme NF EN La poutrelle SWELITE est choisie dans la gamme standard en fonction des moments fléchissant et efforts tranchant admissibles (Règles CB 71) ou caractéristiques (NF EN ) indiqués dans les tableaux 3a ou 3b du dossier technique établi par le demandeur. Dans le cas d une poutrelle non standard la vérification est faite au moyen des résistances sur appui admissibles (Règles CB 71) ou caractéristiques (NF EN ) déterminées selon la méthodologie présentée dans le Dossier Technique vérification des déformations Principe : on vérifie que le fléchissement final pris par la poutre depuis son état initial, comportant le fléchissement instantané sous charges d exploitation et le fléchissement différé dû au fluage sous les charges permanentes, reste inférieur aux déformations totales admissibles (sauf prescriptions plus sévères, liées à la nature des ouvrages supportés et précisées dans les DTU qui les concernent) Déformations totales admissibles (cas des Règles CB71): 1/400 de la portée pour les solives et poutres secondaires de planchers, 1/250 de la portée pour les chevrons et les faux arbalétriers de toiture, 1/200 de la portée pour les pannes de toiture, Le fléchissement instantané est pris égal à la somme du fléchissement instantané dû à l effet du moment fléchissant (u i,m ) et du fléchissement instantané dû à l effet de l effort tranchant (u i,v ). u i = u i,m + u i,v u i,m et u i,v sont calculés selon les formules de la RdM en utilisant les rigidités de flexion et de cisaillement, résultant du calcul (confirmé par essais) et fournies dans les tableaux 3a et 3b du dossier technique établi par le demandeur. Le fléchissement différé est calculé en affectant à chacune des flèches instantanées u i,m et u i,v un coefficient de fluage spécifique, respectivement θ m et θ v, permettant de tenir compte des différences de fluage des matériaux constitutifs de l âme et des membrures, de la classe de service considérée et de la part de fluage imputable à l effet de l effort tranchant et à l effet du moment fléchissant. Le fléchissement final pris par la poutre s écrit ainsi : u fin = u fin,m + u fin,v = u i,m ( 1 + θ m q p / q t ) + u i,v ( 1 + θ v q p / q t ) avec : u fin : fléchissement final de la poutre dû à l effet conjugué du moment fléchissant et de l effort tranchant. u fin,m : fléchissement final de la poutre dû à l effet du moment fléchissant. u fin,v : fléchissement final de la poutre dû à l effet de l effort tranchant. u i,m : fléchissement instantané de la poutre dû à l effet du moment fléchissant. u i,v : fléchissement instantané de la poutre dû à l effet de l effort tranchant. θ m : coefficient de fluage affectant la flèche instantanée due à l effet du moment fléchissant, pris égal à 0,60 en classe de service 1 et à 0,80 en classe de service 2. θ v : coefficient de fluage affectant la flèche instantanée due à l effet de l effort tranchant, pris égal à : - pour l âme en HB.HLA2 : 2,25 en classe de service 1 et à 3,00 en classe de service 2. - pour l âme en OSB 3 : 1,5 en classe de service 1 et à 2,25 en classe de service 2. q p : charges permanentes. q t : charges totales Vérification du non-déversement Pour les solives ou poutres secondaires recevant directement un support de revêtement de sol (panneau dérivé du bois par exemple) qui 3/

4 maintien sur toute sa longueur la membrure supérieure, cette vérification n est pas nécessaire. Dans les autres cas, la vérification est exigée pour les poutres bien qu elles soient maintenues transversalement au moyen, d une part de leurs deux membrures aux appuis, d autre part d éventuels dispositifs de maintien intermédiaire (entretoisements) régulièrement espacés. Dans ces cas, on peut vérifier la membrure comprimée à l aide des hypothèses simplifiées suivantes : Calcul comme une pièce isolée (la raideur en torsion est négligée). Pour les pannes (ou poutres), la longueur de flambement de la membrure comprimée est prise égale à : - cas des charges descendantes : la distance maximale entre points de maintien latéral de la membrure haute (distance entre celles des entretoises qui aboutissent à cette membrure) pour les pannes (ou poutres) verticales, et les deux tiers de la distance précédente pour celles posées à dévers. - cas des charges montantes (soulèvement) : la distance maximale entre points de maintien latéral de la membrure basse (distance entre celles des entretoises qui aboutissent à cette membrure). L effort de compression utilisé est celui correspondant au moment maximal (divisé par la distance entre centres des membrures) éventuellement majoré par la moitié de l effort global de compression supporté par la panne pour son rôle dans le fonctionnement général de l ouvrage (contreventement notamment). En pratique, on pourra donc, pour calculer la distance maximale libre entre deux points de maintien latéral d une membrure, utiliser la formule suivante : Longueur de flambement de la membrure : b m k où b est la largeur de membrure, k le taux de contrainte de compression de la membrure et m un coefficient adimensionnel valant 1 pour les pannes (ou poutres) verticales et 2/3 pour celles posées à dévers. Par exemple, si en flexion la contrainte moyenne de compression développée dans la membrure est σ c, on a : σc k = σ c avec σ c : contrainte admissible de compression. Longueur de flambement de la membrure : b,1. k 16 pour les pièces droites ; b,4. k 24 pour les pièces posées à dévers Vérification au flambement Cette vérification est à faire lorsque les poutres sont soumises à des efforts normaux de compression dans leur direction Vérification de la compression sur appui Les réactions d appui résultant des efforts agissant sur la poutrelle sont calculées conformément au code choisi : Règles CB71 ou NF EN La poutrelle SWELITE est choisie dans la gamme standard en fonction des résistances sur appui admissibles (Règles CB 71) ou caractéristiques (NF EN ) indiquées dans les tableaux 3a ou 3b du Dossier Technique établi par le demandeur. Dans le cas d une poutrelle non standard la vérification est faite au moyen des résistances sur appui admissibles (Règles CB 71) ou caractéristiques (NF EN ) déterminées selon la méthodologie présentée dans le Dossier Technique du présent document. Les résistances sur appui admissibles et caractéristiques dépendent de la longueur d appui et de la présence ou non d un renfort d âme dont les caractéristiques géométriques et les modalités de mise en œuvre sont définies au 6.2 du dossier technique établi par le demandeur Règles de conception sur les percements des Ames Le percement des âmes des poutrelles SWELITE peut être effectué moyennant le respect des dispositions proposées au 6.3 du dossier technique établi par le demandeur et dans les conditions stipulées dans l ATE et reprises dans le Dossier Technique Conditions de mise en oeuvre Transport, manutention et stockage sur chantier Le transport doit être réalisé par paquet cerclé enveloppé ou bâché pour être protégé de la pluie. Des précautions particulières contre les risques de déversement doivent être prises au transport et pendant les phases de manutention et de levage, pour l ensemble des poutrelles SWELITE, selon les prescriptions du fabricant. Le stockage doit être isolé du sol et à l abri de l humidité et des intempéries Réalisation des appuis La profondeur d appui est déterminée pour satisfaire à la condition sur la compression de l âme. La profondeur d appui n est jamais inférieure à 45mm aux appuis d extrémité et 70mm aux appuis intermédiaires. Les âmes des poutrelles sont renforcées, si nécessaire et dans les conditions précisées dans le tableau du 6.2 du dossier technique établi par le demandeur, au droit de chaque appui par clouage de renforts d âme de part et d autre de celle-ci Maintien transversal Réalisation des entretoisements Pour les solives de plancher, la stabilité transversale est assurée par les panneaux rapportés et fixés sur les solives. Pour les chevrons et les pannes, la stabilité doit être assurée par des entretoises. Pour les chevrons elle peut également être assurée par l encastrement dans la maçonnerie, les planches de rive ou les connecteurs adéquats, ou bien encore par lattage et feuillard de contreventement en pose tendue avec fixation aux points d ancrages résistants Fixations aux appuis La pose des poutrelles SWELITE peut être réalisée sur des supports métalliques, poutres ou murs en béton, murs en maçonnerie à condition de prévoir une largeur de repos effective suffisante sur les appuis. Lorsque la fixation est réalisée contre un appui, généralement en bois, mais pouvant être aussi en béton, par l intermédiaire de pièces de fixation sous forme de connecteurs ou équerres métalliques, la capacité porteuse de ces pièces doit être justifiée par l ATE correspondant (selon le guide d ATE ETAG 015). Le choix des pièces (dimensionnement) doit résulter de la connaissance des charges à transmettre aux appuis. Conclusions Appréciation globale L utilisation du procédé dans le domaine d emploi accepté est appréciée favorablement. Validité 3 ans jusqu au 31 décembre Pour le Groupe Spécialisé n 3 Le Président J.P. BRIN 3. Remarques complémentaires du Groupe Spécialisé La poutrelle SWELITE relève pour l élaboration de l Agrément Technique Européen dont elle est titulaire (ETA-04/0012) du Guide d ATE 011 (Poutres et poteaux composites légers à base de bois). Le marquage CE de ces poutrelles est rendu d application obligatoire par l arrêté du 19 septembre 2002 à compter du 16 octobre Le présent Document Technique d Application vient dans le prolongement de l Avis Technique 3/ dont le produit était titulaire sous la marque NORDEX, en complétant ou amendant ce dernier par les sections correspondantes visées dans l ATE cité ci-dessus, afin d y être conforme. Le présent Document Technique d Application est motivé principalement par la volonté du titulaire de l ATE de rendre aussi accessible que possible aux utilisateurs un dimensionnement effectué, au choix, selon 4 3/08-588

5 les règles de calcul nationales ayant cours (règles CB 71, dimensionnement basé sur le principe des contraintes admissibles), ou en se basant sur le concept des états limites proposé par les Eurocodes en utilisant les valeurs caractéristiques issues de l ATE pour ce qui est de la capacité résistante et les méthodes de calcul des Eurocodes (notamment NF EN ) pour ce qui est des sollicitations agissantes. Le titulaire a également souhaité proposer à l utilisateur une lecture directe des propriétés mécaniques admissibles ou caractéristiques de la gamme standard mise sur le marché français, tout en maintenant la flexibilité que lui confère l ATE dans la composition des sections de poutrelles SWELITE, en fournissant la méthodologie permettant la détermination des propriétés mécaniques de poutrelles non standard. Par ailleurs, le Groupe attire l attention sur la difficulté qu il y a à maintenir une humidité relative inférieure à 85% (à 20 C) dans les vides sanitaires sans avoir recours à des dispositions constructives adaptées et maintenues durant la vie de la construction. Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n 3 N.RUAUX 3/

6 Dossier Technique établi par le demandeur A. Description 1. Principe et domaine d emploi Poutrelles composites à section en I réalisées avec des membrures en bois massif et une âme en panneaux durs de fibres ou en panneaux de lamelles minces orientées (OSB), assemblée aux membrures par collage en rainure, destinées à la réalisation de supports de planchers (solives) et toitures de bâtiments (pannes et chevrons), pour des usages correspondant aux classes d emploi 1 et 2 au sens de l EN335-1 et aux classes de service 1 et 2 au sens de l EN Quatre types de poutres existent dont les principales caractéristiques sont précisées dans le tableau 1a. Une gamme standard pour le marché français est proposée, dont la description est donnée dans le tableau 1b. Des poutres de dimensions et composition non standard peuvent également être proposées avec le support du fabricant. 2. Identification des poutres Les poutrelles SWELITE sont identifiées par une inscription appliquée sur l'âme à intervalle régulier conformément à l Agrément Technique Européen ETA-04/0012 et au marquage CE qui en résulte. Ce marquage comporte le logo et la marque SWELITE, le type de la poutre, la classe de résistance des membrures, et la hauteur de la poutre selon les appellations codifiées dans les tableaux 1a et 1b, ainsi que le marquage CE réglementaire. 3. Caractéristiques des matériaux 3.1 Membrures Les membrures inférieures et supérieures sont réalisées en bois abouté assemblé par collage à entures, spécialement composé pour cet usage dans l usine du fabricant. Les membrures ainsi fabriquées sont classées dans l une des classes de résistance autorisées pour la fabrication des poutrelles SWELITE et listées dans le tableau 1a. Les propriétés mécaniques caractéristiques et admissibles des qualités de membrures autorisées sont données dans le tableau 2a. Le bois utilisé pour les membrures est de l'épicéa de Suède, de siccité inférieure à 15%. Sa durabilité naturelle ou conférée répond au moins à la classe de risque 2 des normes NF EN et NF EN Tous les bois utilisés sont d abord classés mécaniquement, puis visuellement par machine, ce qui permet de garantir la constance, les performances de la classe de résistance visée et le niveau de fabrication des membrures utilisées. 3.2 Ame L âme est réalisée à partir de : panneaux durs de fibres (hardboard) de classe HB.HLA2 selon EN pour les types HL, H et Hi panneaux OSB classé OSB/3 selon EN 300 pour le type MP. Les panneaux de fibres constitutifs de l'âme des poutres HL, H et HI, classés HB.HLA2 au sens de la norme EN 622-2, sont de qualité K40, définie dans la norme suédoise BSF 1988/18 et sont fabriqués par la Société MASONITE AB sous le contrôle de l'institut National d'essais suédois. Les panneaux OSB constitutifs de l âme pour les poutres HL sont fabriqués par un fournisseur externe agréé par le fabricant. 3.3 Colle La colle utilisée pour la fixation de l'âme aux membrures est un adhésif imperméable à base de phénol-résorcinol ou mélamine-urée-formol, conforme à la norme NF EN Description des éléments Les poutrelles SWELITE, qui peuvent être utilisées sur deux ou plusieurs appuis, ont des longueurs courantes allant jusqu'à 15,00 m. Quatre types de poutrelles sont proposés qui sont caractérisées par des combinaisons de classe de résistance des membrures, sections des membrures et type de panneau constitutif de l âme différentes. Les poutres de type HL, H et Hi sont fabriquées à partir de membrures en bois massif abouté et de panneaux d âme en hardboard K40 (HB.HLA2) d épaisseur 8mm. Les poutres de type MP sont fabriquées à partir de membrures en bois massif abouté et de panneaux d âme en OSB 3 d épaisseur 15mm. Les caractéristiques détaillées de ces types de poutres sont précisées dans le tableau 1a. Une gamme standard pour le marché français est proposée, dont la description est donnée dans le tableau 1b. Des poutres de dimensions et composition non standard peuvent également être proposées avec le support du fabricant. Les tolérances dimensionnelles par rapport aux cotes nominales sont les suivantes : Hauteur hors tout de la poutre : ± 1.5 mm Longueur de la poutre : ± 10 mm Hauteur et largeur des membrures : ± 2 mm Épaisseur de l'âme : ± 0,9 mm 5. Fabrication et assurance qualité Les poutres sont fabriquées en Suède dans l'usine de la Société MASONITE BEAMS AB, usine sous certification ISO Tous les bois utilisés font l objet d un classement mécanique systématique. Les membrures sont, pour les grandes longueurs, aboutées à l'usine; leurs flancs sont rabotés. L'assemblage de l'âme avec les membrures est réalisé par collage sous presse, sur une chaîne de fabrication complètement automatisée. La longueur des panneaux d âme (OSB ou en fibres) n'excède pas 5,00 m. Le joint entre deux panneaux successifs est réalisé par un assemblage collé à rainure et languette en forme de V. Les membrures comportent des rainures dans lesquelles pénètre l'âme biseautée à cet effet. La profondeur des rainures, dont les parois verticales sont réalisées avec une pente de 10% est de 20 mm pour les poutres HL, H et HI et de 30 mm pour les poutres MP. Les poutrelles SWELITE font l'objet d'un autocontrôle permanent exercé par le fabricant. La fabrication et le contrôle des membrures, panneaux et éléments d âme et poutrelles finies sont réalisés dans les conditions de contrôle interne et externe conditionnées par les exigences du marquage CE du procédé. 6. Mise en œuvre La mise en œuvre peut être effectuée par toute entreprise spécialisée dans la pose de charpentes ou structures en bois. Elle ne nécessite pas le recours à un outillage particulier. Les informations fournies par le fabricant ou son représentant dans leur littérature technique respective précisent de manière détaillée les conditions de mise en œuvre des poutrelles SWELITE utilisées en solives de plancher ou en pannes et chevrons de toiture, ainsi que les dispositions de sécurité relatives à la mise en œuvre. 6.1 Dispositions constructives Il est strictement interdit de couper ou d entailler les membrures des poutrelles SWELITE. Les poutrelles SWELITE doivent toujours être supportées par le dessous des membrures inférieures. La stabilité latérale des extrémités des poutrelles doit être assurée, en supportant latéralement les membrures inférieures et supérieures. La fixation des poutrelles aux autres éléments de la structure est réalisée par clouage ou vissage en utilisant des fixations adéquates, le cas échéant au moyen de connecteurs métalliques appropriés ou d autres dispositifs de fixation. Un dimensionnement au cas par cas est dans ce dernier cas nécessaire. Afin d obtenir la résistance sur appui listée dans les tableaux 3a, 3b et 4 de ce dossier, les longueurs d appui minimales suivantes doivent être respectées : 45mm pour les appuis d extrémité 70mm pour les appuis intermédiaires L'entraxe maximal des poutres est déterminé par le calcul pour chaque cas d'utilisation. Lorsque les murs porteurs superposés, perpendiculaires aux poutres, sont fortement chargés, la descente des charges est réalisée directe- 6 3/08-588

7 ment d'un mur à l'autre par des pièces formant entretoises, sans mettre en charge les poutres. Dans le cas d'utilisation en toiture et lorsque les poutres sont posées dans un plan incliné, leur axe étant parallèle au faîtage, le déversement est empêché par le support de couverture, ou tout autre système traditionnel. Dans le cas d'absence de dispositif d'anti-déversement qui ne peut être envisagé que pour une utilisation avec une pente faible (ne dépassant pas 20%), les poutres sont vérifiées au déversement par le calcul. 6.2 d âme Dans certains cas de charges verticales et concentrées, ou au droit des appuis des renforts en bois ou produits dérivés du bois peuvent s avérer nécessaires et doivent être appliqués sur les faces latérales de l'âme et fixés par clouage à l endroit considéré. La mise en œuvre de renforts d âme est nécessaire dans les cas suivants : Pour accroître la résistance sur appui de la poutrelle ; Lorsqu une charge concentrée est appliquée sur la membrure supérieure ; Lorsque le connecteur métallique utilisé ne maintient pas latéralement la membrure supérieure de la poutrelle ; Lorsque l appui d un chevron est réalisé au moyen d une coupe d assise ou bien lors de l emploi de connecteurs à pente réglable. Les renforts d âme sont disposés de part et d autre de l âme en contact avec la membrure sollicitée. Leur hauteur est fonction de la hauteur libre de l âme à renforcer et doit être choisie de manière à préserver un jeu compris entre 5 et 60mm entre le renfort et la membrure. Ce jeu doit être laissé entre le renfort et la membrure supérieure, à l exception des cas où la nécessité du renfort d âme est due à l application d une charge ponctuelle sur la membrure supérieure, auquel cas le renfort doit être au contact de cette dernière. Les renforts sont cloués entre eux au travers de l âme de la poutrelle. 6.3 Percements dans l âme des poutrelles Des trous peuvent être pratiqués dans l'âme de la poutre afin de permettre le passage de câbles, de tuyaux et de gaines de ventilation. Ces percements doivent être de préférence centrés sur l axe neutre de la poutrelle. Des percements circulaires de diamètre D 20mm peuvent être percés sans autre restriction quant à leur localisation que le respect d une distance minimum de 40mm entre les extrémités adjacentes de deux percements consécutifs. Les percements circulaires de diamètre D > 20mm doivent être positionnés en respectant une distance minimum de l extrémité du percement par rapport à la face d un appui ou par rapport à l extrémité de tout percement adjacent, égale à au moins une fois la hauteur totale h de la poutrelle. Ces règles de positionnement sont décrites dans le schéma suivant : 7. Règles de conception et de calcul 7.1 Vérification de la capacité résistante Les efforts agissants sur la poutrelle sont calculés : aux Règles CB 71 : en appliquant la combinaison dite du «premier genre» ; aux Eurocodes à l état limite ultime : en appliquant la combinaison caractéristique. Ces efforts sont directement comparés aux propriétés mécaniques correspondantes des poutrelles SWELITE obtenues : aux Règles CB 71 : par lecture directe du tableau 3a ou détermination selon la méthodologie décrite ci-dessous; aux Eurocodes à l état limite ultime : par application des coefficients k mod et γ M correspondants aux résistances caractéristiques obtenues par lecture directe du tableau 3a ou détermination selon la méthodologie décrite en ci-dessous. Pour les appuis d extrémité, l effort tranchant pris en compte pour le dimensionnement est calculé au droit de l appui. Pour les appuis intermédiaires, l effort tranchant pris en compte pour le dimensionnement est calculé à une distance de la face de l appui égale à une fois la hauteur totale h de la poutrelle. Ceci ne dispense pas de prendre en compte les charges ponctuelles agissant dans la zone compris entre l appui et la section de calcul. L utilisation des valeurs de propriétés mécaniques des poutrelles SWELITE listées dans les tableaux 3a et 3b suppose que le déversement de la poutrelle est empêché par le maintien continu de la membrure comprimée. Lorsque la membrure comprimée est maintenue de façon discontinue ou encore non maintenue, il est tenu compte du risque de déversement de la poutrelle dû au flambement de cette membrure. Définitions des termes utilisés dans les équations suivantes (voir Figure 1): b f largeur des membrures bw épaisseur de l âme brout petite largeur de la rainure trapézoïdale h hauteur totale de la poutrelle hf hauteur des membrures hw hauteur libre de l âme égale à: hw = h - 2. hf hrout hauteur (profondeur) de la rainure Ef module d élasticité des membrures (N/mm2) Ew module d élasticité de l âme (N/mm2) Gw module de cisaillement de l âme (N/mm2) If moment d inertie des membrures seules (mm4) Iw moment d inertie de l âme seule (mm4) Les dimensions pour chaque type de poutres sont données dans le tableau 1a. Les valeurs des propriétés mécaniques des composants sont données dans les tableaux 2a et 2b. 7.2 Calcul de la Rigidité de Flexion De plus aucune charge ponctuelle ne doit être appliquée à une distance de l extrémité du percement inférieure à une fois la hauteur totale h de la poutrelle. Les percements circulaires de diamètre D > 20mm réduisent la résistance des poutrelles SWELITE à l effort tranchant. L Effort Tranchant de calcul (admissible ou caractéristique) Vd,hole d une poutre SWELITE contenant un percement circulaire de diamètre D (en mm) est obtenu à partir de l L Effort Tranchant de calcul (admissible ou caractéristique) Vd de la poutre non percée (issue des tableaux 3a ou 3b) à l aide de la formule : La Rigidité de Flexion moyenne des poutres SWELITE EI oist est la même pour un dimensionnement selon les Règles CB71 ou la norme NF EN , et est déterminée en N.mm2 comme suit : où : avec : et : où : où : h est la hauteur totale de la poutrelle et : h f est la hauteur de la membrure de la poutrelle Le cas de percements rectangulaires peut être traité à l aide des dispositions de l ETA-04/ /

8 7.3 Calcul de la Rigidité de Cisaillement La Rigidité de Cisaillement moyenne des poutres SWELITE GAjoist est la même pour un dimensionnement selon les Règles CB71 ou la norme NF EN , et est déterminée en N comme suit : Où : 7.4 Calcul du Moment de flexion Caractéristique Le Moment de flexion Caractéristique des poutres SWELITE Mk est applicable pour un dimensionnement selon la norme NF EN , et est déterminé en kn.m comme suit : où fm,0,k est la résistance caractéristique à la flexion des membrures en N/mm2. Le Moment de flexion Caractéristique ainsi déterminé sert de référence au calcul du Moment de flexion Admissible. 7.5 Calcul de l Effort Tranchant Caractéristique L Effort Tranchant Caractéristique des poutres SWELITE V k est applicable pour un dimensionnement selon la norme NF EN , et est déterminé en kn comme suit : Pour les poutres de type HL, H et Hi : Pour les poutres de type MP : L Effort Tranchant Caractéristique ainsi déterminé sert de référence au calcul de l Effort Tranchant Admissible. 7.6 Détermination de la Caractéristique La Caractéristique des poutres SWELITE R k est applicable pour un dimensionnement selon la norme NF EN , et a été déterminée en kn dans le cadre de l ETA-04/0012 par essais pour des poutres de référence. Dans le cas particulier d une poutrelle sur deux appuis soumise à une charge uniformément répartie la flèche instantanée est calculée par la formule suivante : Δ T = Δ M + Δ V = (5.q.L 4 / 384.EI joist ) + (q.l 2 / 8.GA joist ) Avec : Δ T = flèche instantanée totale Δ M = flèche instantanée due à la flexion Δ V = flèche instantanée due au cisaillement q = charge uniformément répartie (kn/m) L = portée de calcul EI joist = rigidité de flexion de la poutrelle (N.mm 2 ) suivant tableau 3a ou 3b GA joist = rigidité de cisaillement de la poutrelle (N) suivant tableau 3a ou 3b La flèche totale ainsi calculée doit être majorée pour prendre en compte l effet du fluage des matériaux. B. Résultats expérimentaux Essais de flexion sur poutres MI 30(*) par l'institut National d'essais des matériaux et de recherches de Boras, Suède (PV 85B2, 1013 du 6 juin 1986 et PV 91B2, 0583A du 4 septembre 1992). Essais de flexion sur poutres MI 25(*) par l'institut National d'essais des matériaux et de recherches de Boras, Suède (PV 90B2, 452 PD du 16 novembre 1990). Essais de flexion sur poutres MB 30(*) par l'institut National d'essais des matériaux et de recherches de Boras, Suède (PV 91B2, 0583C du 4 septembre 1992). Essais de flexion sur poutres MB 25(*) par l'institut National d'essais des matériaux et de recherches de Boras, Suède (PV 91B2, 0583D du 4 septembre 1992). Synthèse des essais réalisés sur les panneaux de fibres "K" entre 1976 et 1985 (rapport Swanboard Masonite ). Essais de cisaillement des joints collés réalisés sur 124 poutres par l'institut National d'essais des matériaux et de recherches de Boras, Suède (PV 85B2, 5755 A/1985). Essais sur 6 poutrelles SWELITE, réalisés par le département de recherche et essais des matériaux de l'institut Otto-Graf de Stuttgart, Allemagne (PV I /2 de 1983). Essais réalisés dans le cadre de l évaluation des poutrelles SWELITE en vue de l obtention de l Agrément Technique Européen ETA- 04/0012 selon le Guide d ATE 011(2004) (*) Nouvelles dénominations : le type MB est remplacé par le type H et le type MI par le type HI. C. Références Les Résistances Caractéristiques sur Appui des poutres de référence sont listées dans le tableau 4. Les poutrelles SWELITE existent en Suède depuis Pour une poutre SWELITE de hauteur h différente, mais comprise entre la hauteur minimale et maximale de celles listées dans ce tableau, la valeur de référence peut être obtenue par interpolation linéaire. La Résistance Caractéristique sur Appui d une poutre SWELITE donnée est déterminée en multipliant la de référence ainsi obtenue par le coefficient d ajustement correspondant spécifié dans le même tableau et fonction la classe de résistance du matériau des membrures, de la hauteur h de la poutre SWELITE considérée et de la présence ou non de renforts d âme. Dans le cas d une longueur d appui différente de celles listées dans les tableaux 3a, 3b et 4 du dossier technique établi par le demandeur, la résistance sur appui est déterminée : par interpolation linéaire entre les valeurs de résistance sur appui donnés dans ces tableaux lorsque la longueur d appui est comprise entre les deux longueurs d appui de référence ; ou en prenant la résistance sur appui de la plus grandeur longueur d appui de référence stipulée dans ces tableaux lorsque la longueur d appui est supérieure à celles de référence. 7.7 Vérification des déformations La flèche instantanée est calculée en tenant compte d une part du terme dû à l influence du moment fléchissant, d autre part du terme dû à l influence de l effort tranchant. Elles sont exploitées en France depuis La longueur cumulée des poutrelles SWELITE vendues dans les pays scandinaves, en Allemagne et en France jusqu'à fin 2009 s'élève à ml. En France le procédé SWELITE a bénéficié sous l appellation NORDEX d un Avis Technique (Avis Technique 3/ remplacé par Avis Technique 3/97-304) avant que ne soit délivré l Agrément Technique Européen ETA-04/0012 par SITAC. 8 3/08-588

9 Tableaux et figures du Dossier Technique b f largeur des membrures b w épaisseur de l âme b rout petite largeur de la rainure trapézoïdale h h f hauteur totale de la poutrelle hauteur des membrures h w hauteur libre de l âme égale à: h w = h - 2. h f h rout hauteur (profondeur) de la rainure Figure 1 - Définition des Dimensions des Poutrelles SWELITE utilisées dans les tableaux suivants 3/

10 Tableau 1a - Définition des Types de Poutrelles SWELITE Type de Poutre Swelite Gamme des Hauteurs h Membrures Bois Massif Abouté Ame Rainure Classe de Résistance Largeur b f Hauteur h f Matériau Classe Epaisseur b w Profondeur h rout Petite Largeur b rout HL C K40 (HB.HLA2) H Hi MP C24+ ou C30+ C24+ ou C30+ C24 ou C K40 (HB.HLA2) K (HB.HLA2) SB/ Tableau 1b - Gamme Standard des Poutrelles SWELITE Swelite Joist Type Hauteur h Membrures Bois Massif Abouté Ame Rainure Classe de Résistance Largeur b f Hauteur h f Matériau Classe Epaisseur b w Profondeur HL (C18) C K HL (C18) C K HL (C18) C K H (K30) C K H (K30) C K H (K30) C K H (K30) C K H (K30) C K Hi (K30) C K Hi (K30) C K Hi (K30) C K Hi (K30) C K Hi (K30) C K MP (C24) C SB/ MP (C24) C SB/ MP (C30) C SB/ MP (C30) C SB/ MP (C30) C SB/ h rout Petite Largeur b rout 10 3/08-588

11 Tableau 2a - Propriétés Mécaniques des Composants Membrures en Bois Massif Abouté Propriétés Caractéristiques (Eurocode 5) Classe de Résistance Module d Elasticité E f Résistance à la Flexion f m,0,k Résistance à la Compression Parallèle f c,0,k Résistance à la Traction Parallèle f t,0,k Résistance à la Compression Perpendiculaire f c,90,k C C C C C Propriétés Admissibles (Règles CB 71) Classe de Résistance Module d Elasticité E f Résistance à la Flexion f m,0,k Résistance à la Compression Parallèle f c,0,k Résistance à la Traction Parallèle f t,0,k Résistance à la Compression Perpendiculaire f c,90,k C C C C C Tableau 2b - Propriétés Mécaniques des Composants Ame en Panneaux Propriétés Caractéristiques (Eurocode 5) Matériau Classe Module d Elasticité E w Module de Cisaillement G w K40 (HB.HLA2) OSB/ Propriétés Admissibles (Règles CB 71) Matériau Classe Module d Elasticité E w Module de Cisaillement G w K40 (HB.HLA2) OSB/ /

12 Tableau 3a - Propriétés Mécaniques Caractéristiques (Eurocode 5) de la Gamme Standard Type de Poutre Swelite Hauteur h Poids Linéique (kg/m) Rigidité de Flexion EI joist (10 9 N.mm 2 ) Rigidité de Cisaillement GA joist (10 6 N) Moment Fléchissant Caractéristique M k (kn.m) Effort Tranchant Caractéristique V k (kn) 45mm Appui EXTERIEUR R k,45,ext (kn) SANS Avec (2) Résistance Caractéristique sur Appui (1) 145mm Appui EXTERIEUR R k,145,ext (kn) SANS Avec (2) 70mm Appui INTERM. R k,70,int (kn) SANS Avec (2) HL (C18) HL (C18) HL (C18) H (K30) H (K30) H (K30) H (K30) H (K30) Hi (K30) Hi (K30) Hi (K30) Hi (K30) Hi (K30) MP (C24) MP (C24) MP (C30) MP (C30) MP (C30) (1) Les Résistances Caractéristiques sur Appui sont calculées à partir des Résistances Caractéristiques sur Appui de Référence, modifiées selon la qualité des membrures utilisées. (2) Les Résistances sur Appui avec d Ame sont valables avec 4 pointes pour les poutres de hauteur 300mm, et 6 pointes pour les poutres de hauteur > 300mm. Tableau 3b - Propriétés Mécaniques Admissibles (CB71) de la Gamme Standard Type de Poutre Swelite Hauteur h Poids Linéique (kg/m) Rigidité de Flexion EI joist (10 9 N.mm 2 ) Rigidité de Cisaillement GA joist (10 6 N) Moment Fléchissant Admissible M k (kn.m) Effort Tranchant Admissible V k (kn) 45mm Appui EXTERIEUR R k,45,ext (kn) SANS Avec (2) Résistance Admissible sur Appui (1) 145mm Appui EXTERIEUR R k,145,ext (kn) SANS Avec (2) 70mm Appui INTERM. R k,70,int (kn) SANS Avec (2) HL (C18) HL (C18) HL (C18) H (K30) H (K30) H (K30) H (K30) H (K30) Hi (K30) Hi (K30) Hi (K30) Hi (K30) Hi (K30) MP (C24) MP (C24) MP (C30) MP (C30) MP (C30) (3) Les Résistances Admissibles sur Appui sont calculées à partir des Résistances Admissibles sur Appui de Référence, modifiées selon la qualité des membrures utilisées. (4) Les Résistances sur Appui avec d Ame sont valables avec 4 pointes pour les poutres de hauteur 300mm, et 6 pointes pour les poutres de hauteur > 300mm. 12 3/08-588

13 Tableau 4 - Résistances sur Appui Caractéristiques (Eurocode 5) de Référence Type de Résistance Caractéristique sur Appui de REFERENCE Coefficient d Ajustement Poutre Swelite 45mm Appui EXTERIEUR R k,45,ext (kn) 145mm Appui EXTERIEUR R k,145,ext (kn) 70mm Appui INTERM. R k,70,int (kn) à appliquer selon la Qualité du Matériau de Membrure Effectif de REFERENCE SANS Avec SANS Avec SANS Avec SANS Avec SANS Avec SANS Avec Poutres Swelite de Type HL, H ou Hi Membrures C18 Membrures C24+ Membrures C30+ HL, H ou Hi HL, H ou Hi HL, H ou Hi HL, H ou Hi HL, H ou Hi HL, H ou Hi HL, H ou Hi HL, H ou Hi Poutres Swelite de Type MP Membrures C24 Membrures C30 MP MP MP MP MP MP MP N/A N/A N/A N/A Tableau 5 - Valeurs de k mod pour les poutres Swelite HL, H et Hi (Eurocode 5) Flexion et Contrainte Axiale Tranchant (HB.HLA2) pour H > 250 sans pour H 250 ou avec Durée de Chargement C.S.1 C.S.2 C.S.1 C.S.2 C.S.1 C.S.2 C.S.1 C.S.2 Permanent Long Terme Moyen Terme Court Terme Instantané C.S. = Classe de Service Tableau 6 - Valeurs de k mod pour les poutres Swelite MP (Eurocode 5) Flexion et Contrainte Axiale Effort Tranchant (OSB) pour H < 500 avec ou sans pour H 500 avec ou sans Durée de Chargement C.S.1 C.S.2 C.S.1 C.S.2 C.S.1 C.S.2 C.S.1 C.S.2 Permanent Long Terme Moyen Terme Court Terme Instantané C.S. = Classe de Service 3/