L’ossature bois est une méthode de construction ancienne qui a gagné en popularité ces dernières décennies en raison de ses nombreux avantages écologiques, économiques et de durabilité. Elle consiste à utiliser du bois comme principal matériau de construction pour les murs, les planchers et les toits. Cependant, , il est essentiel de comprendre les principes fondamentaux du calcul et de la conception. Dans cet article, nous explorerons les aspects clés du calcul de l’ossature bois.

1. Conception de l’ossature bois :

Avant d’aborder les calculs, il est crucial de comprendre les principes de base de la conception d’une ossature bois. Cela implique la sélection des dimensions du bois, la disposition des éléments structuraux et l’assemblage des pièces. Les normes de construction nationales et internationales, telles que l’Eurocode 5 en Europe ou le National Design Specification (NDS) aux États-Unis, fournissent des lignes directrices détaillées pour la conception des structures en bois.

2. Charges et contraintes :

Le calcul d’une ossature bois commence par l’identification des charges auxquelles la structure sera soumise. Cela comprend les charges permanentes telles que le poids propre de la structure, les charges temporaires comme les meubles et les personnes, ainsi que les charges climatiques telles que la neige, le vent et les séismes. Une analyse approfondie des contraintes est essentielle pour dimensionner correctement les éléments de l’ossature.

3. Résistance du matériau :

Le bois est un matériau naturel doté de propriétés mécaniques uniques. Sa résistance varie selon l’essence, l’humidité, la direction des fibres et d’autres facteurs. Les calculs d’ossature bois impliquent l’utilisation de coefficients de sécurité et de résistance pour tenir compte de cette variabilité. Des méthodes telles que la méthode des états limites ou la méthode des déformations limites sont souvent utilisées pour évaluer la résistance du bois dans différentes situations de charge.

4. Modélisation et analyse structurelle :

Les progrès dans les logiciels de modélisation et d’analyse structurelle ont simplifié le processus de calcul de l’ossature bois. Ces outils permettent de créer des modèles virtuels de la structure et d’effectuer des analyses détaillées pour évaluer sa performance sous différentes conditions de charge. Les ingénieurs peuvent ainsi optimiser la conception pour maximiser l’efficacité structurale tout en minimisant l’utilisation de matériaux.

5. Vérification des éléments de l’ossature :

Une fois que les charges et les contraintes ont été déterminées et que la structure a été modélisée, il est temps de vérifier la capacité de chaque élément de l’ossature à supporter ces charges. Cela implique de calculer les efforts internes tels que les contraintes de flexion, de compression et de cisaillement dans les poteaux, les poutres et les montants. Les calculs doivent également tenir compte des connexions entre les éléments, qui doivent être suffisamment robustes pour transférer les charges de manière sécurisée.

6. Dimensionnement des éléments :

En fonction des résultats des calculs, les dimensions des éléments de l’ossature bois sont ajustées pour garantir qu’ils répondent aux exigences de résistance et de stabilité. Cela peut impliquer d’augmenter la taille des poutres, d’ajouter des renforts ou de modifier la disposition des éléments pour répartir les charges de manière plus uniforme.

En conclusion, le calcul de l’ossature bois est une étape cruciale dans le processus de conception et de construction d’une structure en bois. En comprenant les charges, les contraintes, la résistance du matériau et en utilisant des outils de modélisation avancés, les ingénieurs peuvent concevoir des ossatures bois sûres, durables et efficaces. Cependant, il est toujours recommandé de faire appel à des professionnels qualifiés pour garantir la sécurité et la conformité aux normes de construction.

Voici un exemple simplifié d’un tableau de calcul pour dimensionner les éléments d’une ossature bois. Ce tableau se concentre sur les poutres et les montants, en montrant comment calculer les charges, les contraintes et dimensionner les éléments en fonction des exigences de résistance et de stabilité.

Tableau de Calcul

Voici un exemple simplifié d’un tableau de calcul pour dimensionner les éléments d’une ossature bois. Ce tableau se concentre sur les poutres et les montants, en montrant comment calculer les charges, les contraintes et dimensionner les éléments en fonction des exigences de résistance et de stabilité.

Élément	Longueur (m)	Type de Charge	Charge (kN/m)	Contrainte
Poutre A	3.5	Permanent	2.0
Poutre B	4.0	Temporaire	1.5
Montant C	2.5	Permanent	0.8
Montant D	2.0	Temporaire	1.0
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Calcul des Charges :

• Les charges sont déterminées en fonction du type de charge (permanent ou temporaire) et de la longueur de l’élément. Par exemple, une charge permanente peut être le poids propre de la structure, tandis qu’une charge temporaire peut être le poids des meubles ou des personnes.

Calcul des Contraintes :

• Les contraintes sont calculées en fonction des charges appliquées sur chaque élément et de ses dimensions. Par exemple, pour une poutre, la contrainte de flexion est calculée en utilisant la formule σ = M / S, où σ est la contrainte, M est le moment fléchissant et S est la section transversale de la poutre.

Dimensionnement des Éléments :

• En fonction des contraintes calculées, les dimensions des éléments sont ajustées pour garantir qu’ils répondent aux exigences de résistance. Par exemple, si la contrainte calculée dépasse la limite de résistance du matériau, les dimensions de la poutre ou du montant doivent être augmentées.

Ce tableau de calcul est simplifié à des fins d’illustration. Dans la pratique, les calculs peuvent être beaucoup plus complexes et peuvent nécessiter l’utilisation de logiciels spécialisés ou l’assistance d’un ingénieur qualifié en structures bois.

Pour créer un modèle Excel permettant de calculer l’ossature d’un bois, nous allons structurer le fichier en plusieurs parties pour faciliter le calcul et l’analyse. Ce modèle supposera des entrées basiques et des calculs simples. Vous pourrez ensuite le personnaliser selon vos besoins spécifiques. Voici une structure de base que vous pourriez utiliser :

Feuille 1 : Données d’Entrée

• A1: Description
• A2: Longueur des poutres (m)
• B2: [valeur]
• A3: Espacement entre poutres (m)
• B3: [valeur]
• A4: Charge supportée par m2 (kg/m2)
• B4: [valeur]
• A5: Poids propre du bois (kg/m3)
• B5: [valeur]

La Feuille 2 : Calculs

• A1: Description
• B1: Formule
• C1: Résultat
• A2: Volume du bois (m3)
• B2: =Feuille1!B2*Feuille1!B3*0.1 (Supposant une section de 0.1 m3 pour simplifier)
• C2: Résultat du calcul
• A3: Poids du bois (kg)
• B3: =Feuille2!C2*Feuille1!B5
• C3: Résultat du calcul
• A4: Charge totale supportée (kg)
• B4: =(Feuille1!B2*Feuille1!B3)*Feuille1!B4
• C4: Résultat du calcul
• A5: Charge totale (kg)
• B5: =Feuille2!C3+Feuille2!C4
• C5: Résultat du calcul

Feuille 3 : Résumé

• A1: Element
• B1: Valeur
• A2: Volume total de bois requis (m3)
• B2: =Calculs!C2
• A3: Poids total du bois (kg)
• B3: =Calculs!C3
• A4: Charge totale supportée (kg)
• B4: =Calculs!C4
• A5: Charge totale (y compris le poids du bois) (kg)
• B5: =Calculs!C5

Ce modèle est très basique et peut nécessiter des ajustements selon le type de bois utilisé, les conditions climatiques, les normes de sécurité, et d’autres paramètres spécifiques à votre projet. Vous pouvez ajouter des feuilles pour des calculs plus complexes ou pour inclure des données spécifiques à certains types de bois ou des conditions d’utilisation. N’oubliez pas de consulter un ingénieur spécialisé pour vous assurer que votre conception est sûre et conforme aux réglementations locales.

Télécharger un exemple complet :