Alan JALIL — Directeur technique Structures Arcadis & Enseignant et animateur de formation continue — alan.jalil@estp.fr

Charpente bois — vérifications EC5 (NF EN 1995-1-1 + NA)

Utilitaires de vérification de la charpente bois selon l'Eurocode 5 (NF EN 1995-1-1 + Annexe Nationale française). Catalogue de classes de résistance (résineux C, feuillus D, lamellé-collé GL) + moteur EC5 partagé. Particularité du bois : la résistance dépend de la durée de charge et de l'humidité via f_d = k_mod·f_k/γ_M. Chaque module : entrées → taux de travail E_d/R_d → verdict feu tricolore.

Logique « taux de travail »

● VERT η ≤ 0,90 | ● ORANGE 0,90 < η ≤ 1,00 | ● ROUGE η > 1,00

Référentiel mobilisé

Référence	Domaine
NF EN 1995-1-1 + /NA	Règles bois — traction, compression/flambement, flexion, déversement, cisaillement, assemblages
EN 338 / EN 14080	Classes de résistance bois massif (C, D) et lamellé-collé (GL)
k_mod (Tab 3.1) / k_def (Tab 3.2)	Durée de charge × classe de service ; fluage
γ_M (NA)	Bois massif 1,3 · lamellé-collé/LVL 1,25 · assemblages 1,3

A — Matériaux

Matériaux bois & k_mod

Classe de résistance (C/D/GL) + classe de service (1/2/3) + durée de charge → k_mod, γ_M, k_def et les résistances de calcul f_d. Le socle de tous les modules.

§3 + NA · f_d = k_mod·f_k/γ_M

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B — Barres (EC5 §6)

Traction axiale

σ_t,0,d ≤ k_h·f_t,0,d. Effet de hauteur k_h, section nette (déduction des perçages d'assemblage). Tirant, membrure de ferme, contreventement.

§6.1.2 · k_h, A_net

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Compression + flambement

σ_c,0,d ≤ k_c·f_c,0,d. Élancement relatif λ_rel, coefficient k_c (β_c selon massif/lamellé-collé), flambement par flexion sur les deux axes.

§6.3.2 · λ_rel, k_c

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Flexion (simple & déviée)

σ_m,d ≤ f_m,d, effet de hauteur k_h, flexion déviée (k_m = 0,7). Section rectangulaire massif ou lamellé-collé.

§6.1.6 · k_h, k_m

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Déversement (poutre)

Instabilité latérale d'une poutre fléchie : σ_m,crit = 0,78·b²·E₀,₀₅/(h·l_ef), λ_rel,m, coefficient k_crit. M_b,Rd = k_crit·f_m,d·W.

§6.3.3 · k_crit

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Cisaillement + compression d'appui ⊥

τ_d = 1,5·V/(k_cr·b·h) ≤ f_v,d (k_cr = 0,67) ; compression transversale à l'appui σ_c,90,d ≤ k_c,90·f_c,90,d.

§6.1.7 / §6.1.5 · k_cr, k_c,90

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Flexion composée (poteau-poutre)

Compression + flexion bi-axiale avec flambement : interactions (6.23)/(6.24), k_c sur chaque axe. Met en évidence le rôle de l'axe faible. Montant d'ossature, arbalétrier.

§6.3.2 · k_c,y / k_c,z, k_m

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C — Éléments

Solive / plancher bois

Flexion + flèche instantanée et finale (fluage k_def) + critère de vibration f₁ ≥ 8 Hz (§7.3.3, plancher d'habitation). Entraxe, portée, charges.

§7.2 / §7.3 · k_def, f₁

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Panne / chevron de toiture

Flexion déviée sur versant incliné : décomposition de la charge ⊥/∥ au versant (M_y, M_z), interaction (k_m=0,7), effet des liernes, flèche.

§6.1.6 · flexion déviée, liernes

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Poutre lamellé-collé (GL)

Vérification complète d'une poutre BLC : flexion + déversement (k_crit), cisaillement (k_cr), flèche finale (k_def). γ_M = 1,25.

§6.1.6 / 6.3.3 / 6.1.7 / 7.2

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Panneau CLT lamellé-croisé

Dalle CLT : rigidité efficace EI_eff par la méthode gamma (plis transversaux souples), cisaillement roulant (souvent dimensionnant) et flèche. 3/5/7 plis.

Annexe B · γ, G_R, cis. roulant

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Poutre BLC à inertie variable

Poutre à simple décroissance (arbalétrier) : flexion au bord incliné réduite par k_m,α (régi par f_c,90 si comprimé, f_t,90 si tendu). Pourquoi incliner le bord comprimé.

§6.4.2 · k_m,α, f_t,90

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D — Assemblages (EC5 §8)

Assemblage broches / boulons (Johansen)

Capacité d'un organe par la théorie de Johansen (European Yield Model) : portance locale f_h,k, moment plastique M_y,Rk, modes de ruine, double cisaillement bois-bois.

§8.2 / §8.5 · f_h,k, M_y,Rk

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Assemblage pointes / tirefonds

Pointe ou vis en simple cisaillement : 6 modes de Johansen (§8.2.2), portance f_h,k = 0,082·ρ_k·d^(-0,3), moment plastique. Effet de corde signalé (vis).

§8.2.2 / §8.3 · pointes, vis

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Plaque métallique acier-bois (broches)

Broche/boulon en simple cisaillement bois-acier : plaque mince (8.9) ou épaisse (8.10), portance avec avant-trou, modes de Johansen. Ferrures, goussets, attaches de fermes.

§8.2.3 · plaque mince / épaisse

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Anneaux / crampons (connecteurs surfaciques)

Connecteurs EN 912 (anneaux type A, crampons B, à dents C) : forte capacité par grande surface de bois. Coefficients k₁ (épaisseur), k₂ (about), k₃ (densité), k₄ (acier).

§8.10 / §8.9 · k₁…k₄, d_c, h_e

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Sabots / étriers (capacités ETA)

Assembleurs 3D (sabots, étriers) : application de k_mod/γ_M aux capacités caractéristiques ETA (R₁ vertical, R₂ latéral, R₃ axial) + interaction multi-axiale.

ETA + EC5 · R₁/R₂/R₃, interaction

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E — Tenue au feu (EN 1995-1-2)

Tenue au feu — section réduite

Carbonisation d_char,n = β_n·t, profondeur efficace d_ef = d_char,n + k₀·d₀, vérification de la section résiduelle (k_fi, γ_M,fi = 1,0) sous combinaison accidentelle. Visualise R30–R120.

§4.2.2 · β_n, d_ef, k_fi

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Tenue au feu des assemblages

Le maillon faible au feu : résistance de base t_d,fi (Tab 6.1) et méthode des dimensions augmentées a_fi = β_n·k_flux·(t_req − t_d,fi). Dimensionne le surplus d'épaisseur et d'about.

§6.2.1 · t_d,fi, a_fi, k_flux

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F — Mixte bois-béton (EC5 Annexe B)

Plancher mixte bois-béton (méthode γ)

Dalle béton + solives bois connectées (raideur K finie) : méthode γ (EC5 Annexe B), (EI)_eff, vérifs bois (traction+flexion), béton (compression), connecteur (glissement), flèche (fluage) et vibration f₁.

Annexe B + EC2 · γ, K, F_v,Rd

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Connexion par entailles (+ vis combinée)

Dimensionnement de l'entaille (3 modes : cisaillement/compression bois, compression béton) et de la combinaison entaille + vis : F_Rd = F_entaille + ψ_R·F_vis, raideurs en parallèle. Règles de géométrie (t_n, l_v ≥ 8·t_n).

butée EC5+EC2 · F_Rd, ψ_R, K_tot

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Abaque K → γ → rigidité (comparaison)

Courbes γ_béton(K) et efficacité (EI)_eff/(EI)_full vs raideur de connexion (log), avec repères des systèmes (vis verticale / inclinée / entaille / rigide) et le gain de rigidité vs section non connectée.

méthode γ · abaque, gain, comparaison

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Extensions à venir & limites

Modules à venir (sur le même moteur) : poutres BLC courbes / à faîtage (zone d'apex — traction ⊥ au fil, k_vol, k_dis, k_l, §6.4.3), entures / aboutages collés, diaphragmes de contreventement (toitures et murs, §9.2.3/9.2.4), et assemblages collés structuraux.

Hypothèses : γ_M = 1,3 (massif/feuillus) / 1,25 (lamellé-collé) ; k_mod et k_def selon la classe de service (1 intérieur chauffé, 2 abrité, 3 extérieur) et la durée de charge. Classes EN 338 / EN 14080 (valeurs indicatives, à confirmer avec l'avis technique / le marquage CE).

Quand ça ne suffit plus : CLT (rolling shear, méthode gamma), assemblages collés, BLC courbes/à inertie variable, tenue au feu (EN 1995-1-2 — carbonisation 0,65 mm/min, déjà traitée dans le module pédagogique CLT), structures de grande portée → études dédiées.

Modules liés : Charpente métallique — EC3, Béton armé — EC2/NA, Méca structures & parasismique (plancher CLT).