Analyse de stabilité de composants structurels 2D avec exemple de paroi en bois CLT – 2

Figure 01 - Structure des couches avec des propriétés de rigidité et de résistance pour les CLT 100 C5 de Stora Enso

La détermination du rapport d'élancement nécessite, entre autres, le moment d'inertie efficace I. Celle-ci peut être calculée à partir de la rigidité en flexion (direction y) de la surface (voir la Figure 3 de la Partie 1). De plus, la surface nette A_net est calculée, pour laquelle les composantes des couches longitudinales dans la direction y sont prises en compte (voir la Figure 2). Étant donné que le centile inférieur de la contrainte critique de flambement doit être déterminé, il convient d'utiliser le cinquième centile pour le module d'élasticité. Pour les bois résineux, il doit être égal aux 2/3 de la valeur moyenne du module d'élasticité selon l'EN 338. Le facteur d'imperfection_c prend en compte l'amplitude de la précambrure en fonction du matériau. Ce facteur pour les barres dans les limites de rectitude est de 0,2 (L/300) pour le bois massif et de 0,1 (L/500) pour le bois lamellé-collé et le bois de placage lamellé-collé. D'autres calculs appliquent le facteur d'imperfection de 0,2 pour le bois lamellé-croisé, selon l'Annexe K.6.3 de [2] . La durée de charge est considérée comme « à moyen terme », ce qui donne un facteur de modification k_mod de 0,8 pour le bois lamellé-croisé.

Figure 02 - Calcul de barre équivalente selon EN-1995-1-1, chapitre 6.3.2

Le facteur d'instabilité qui réduit la résistance en compression est de 0,37. Comme le montre la Figure 2, la valeur de calcul résultante est de 1,44 > 1,00. La vérification de stabilité n'est donc pas réalisée.

Pour éviter le calcul manuel, la vérification de barre équivalente peut également être effectuée dans le module additionnel RF-TIMBER Pro. Pour ce faire, le type de barre « poutre résultante » est assigné à la barre correspondante dans le modèle (voir la Figure 3). Cette poutre résultante n'a pas de rigidité supplémentaire et intègre les efforts internes de surface dans la zone d'intégration définie. Pour pouvoir calculer cette barre dans RF-TIMBER Pro, la section et le matériau correspondants doivent lui être assignés. Dans ce cas, les propriétés de rigidité des Stora Enso CLT 100 C5 s'écartent de la norme. Il est donc nécessaire de créer un nouveau matériau défini par l'utilisateur et d'ajuster les propriétés de rigidité. Afin de représenter correctement les moments d'inertie pour la vérification, une section avec une largeur efficace doit être créée. Celle-ci peut être calculée à l'aide de la rigidité en flexion et de la hauteur de section (voir la Figure 3).

Figure 03

Pour obtenir la même rigidité en flexion pour la barre homogène, nous avons besoin de la section b/h = 92,56 mm/1 000 mm. Ainsi, le moment d'inertie correct est déterminé lors de l'analyse du flambement. Cependant, comme la zone de compression appliquée A_net est trop grande dans ce cas, elle doit être réduite pour le calcul. Cette réduction peut être obtenue par exemple en ajustant la longueur efficace le_ef . La longueur efficace l_{ef,z,TIMBERPro} est définie dans Excel à l'aide de la recherche de valeur cible, qui résulte du facteur d'instabilité efficace ajusté k_c,z,ef (voir la Figure 4).

Figure 04

Ainsi, la longueur efficace ajustée considère l'aire de la section différemment de la section efficace dans l'analyse de flambement. La vérification est la même que pour le calcul manuel (voir la Figure 5).

Figure 05 - Conception dans RF-TIMBER Pro

Si des moments fléchissants (dus au vent, par exemple) doivent être disponibles en plus de l'effort normal, ils peuvent être considérés dans RF-TIMBER Pro de la même manière, car le module de section S_z correct est déjà considéré pour la contrainte de flexion. Dans le cas d'une flexion biaxiale, le facteur k_m peut être multiplié par le facteur b_ef/b_net dans les paramètres de l'Annexe nationale afin de déterminer correctement le module de section élastique S_y .