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Plan de la présentation
• Introduction des panneaux massifs (CLT)
• Exemples de projets
• Travaux chez FPInnovations
• Nouveau manuel sur les CLT
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Plan de la présentation
• Introduction des panneaux massifs (CLT)
• Exemples de projets
• Travaux chez FPInnovations
• Nouveau manuel sur les CLT
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Source: Binder
Panneaux massifs ou Panneaux Lamellés-croisés Cross-Laminated Timber (CLT) Panels
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Dalles préfabriquées en béton avec une structure d’acier
Structure mixte Béton - Acier
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• "Nouvelle" génération de panneaux structuraux
•Produit développé en Europe dans les années 1990
• Panneaux constitués de planches en bois empilées en couches croisées à 90º (collées ou clouées)
• Panneaux de grandes dimensions• 3 mètres de largeur et moins• 18 mètres de longueur et moins• de 50 mm à 500 mm d’épaisseur
Source: Leno
Panneaux massifs ou Panneaux Lamellés-croisés Cross-Laminated Timber (CLT) Panels
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• Bois de sciage et bois d’oeuvre
Produits de la première transformation du bois
• Bois classé mécaniquement(MSR)
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• Produits en usine selon les besoins
• Haut niveau de contrôle de la qualité
• Toutes les ouvertures et autres embrèvement sont réalisés à l’aide de machines à commandes numériques (fenêtres, portes, connexions, etc.)
Panneaux massifs ou Panneaux Lamellés-croisés Cross-Laminated Timber (CLT) Panels
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Lamellé-collé versus CLT
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• Le collage à 90º minimise le gauchissement et le retrait dans le plan du panneau
• Augmente considérablement la capacité structurale des panneaux dans toutes les directions
• Action bidirectionnelle
Panneaux massifs ou Panneaux Lamellés-croisés Cross-Laminated Timber (CLT) Panels
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Action unidirectionnelle ou bidirectionnelle
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Action unidirectionnelle ou bidirectionnelle
![Page 13: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/13.jpg)
Murs
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![Page 15: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/15.jpg)
Planchers et toitures
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Plan de la présentation
• Introduction des panneaux massifs (CLT)
• Exemples de projets
• Travaux chez FPInnovations
• Nouveau manuel sur les CLT
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Quelques bâtiments en CLT dans le monde
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8 étages (7 en bois plus 1 en béton)
8 étages
Ville de Växjö
Suède
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Habitation collective
Logement collectif 8 étages (7 tout bois) Växjö, Suède
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8 étages (7 en bois plus 1 en béton)
![Page 22: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/22.jpg)
8 étages (7 en bois plus 1 en béton)
![Page 23: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/23.jpg)
8 étages (7 en bois plus 1 en béton)
![Page 24: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/24.jpg)
5 étages (4 en bois plus 1 en béton)
5 étages
Berlin
Allemagne
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5 étages (4 en bois plus 1 en béton)
Cages d’escaliers et d’ascenseurs en béton préfabriqué
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5 étages (4 en bois plus 1 en béton)
![Page 27: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/27.jpg)
5 étages (4 en bois plus 1 en béton)
![Page 28: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/28.jpg)
6 étages en panneaux massifs - Europe
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4 étages
Bureaux
Oslo
4 étages en panneaux massifs - Norvège
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![Page 31: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/31.jpg)
Édifice à bureaux – Autriche
![Page 32: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/32.jpg)
Résidence de prestige – États-Unis
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Plan de la présentation
• Introduction des panneaux massifs (CLT)
• Exemples de projets
• Travaux chez FPInnovations
• Nouveau manuel sur les CLT
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Essais en laboratoire – Résistance mécanique et connexions
![Page 35: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/35.jpg)
Développement des méthodes de calculs
F
F
![Page 36: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/36.jpg)
Flèche : Shear Analogy (Kreuzinger)
����
��������n
iiii
n
i
iiiBAeff zAEhbEEIEIEI
1
2
1
3
12)()()(
��
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bGh
bGh
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i ii
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)(1
21
1
2
Développement des méthodes de calculs
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Flexion: Méthodes simplifiées
effEIEyM
)()( 1����
2tothy �
efftot EI
EhM
)()(
5.0 1max ��� ��
tot
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FM5.01)(
1
�����
tot
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5.0����
où
quand E1=E2=E3…
Développement des méthodes de calculs
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Systèmes de connexions
Source: M. Augustin /ITE
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Vis autotaraudeuses
Utilisées en Europe
� Facile d’installation, ductile et de bonne résistance
� Plusieurs diamètres et longueurs
• diamètres de 4 mm à 12 mm et longueurs jusqu’à 600 mm
� Ne nécessite pas de pré-perçage
Source: Wurth
Source: SFSIntec
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Connexions entre les panneaux
Screws
Plywood or LVL
CLT CLT
Source: G. Traetta
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Performance sismique
![Page 42: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/42.jpg)
Éléments qui influencent le comportement au séisme
Hold-down anchors at corners and at openings
Vertical joints between wall panels
Steel brackets along walls
CLT panel propertiesnot that important
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Essais en laboratoire – Bâtiment de 7 étages – Japon
![Page 44: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/44.jpg)
• Poids du bâtiment: 270t
• Épaisseurs des panneaux de murs– 140 mm étages 1 et 2– 125 mm étages 3 et 4– 85 mm derniers étages
�����������
�����
Essais en laboratoire – Bâtiment de 7 étages – Japon
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Observations après les essais
• Systèmes en CLT peuvent résister à des séismes très élevés
• Peuvent non seulement satisfaire le critère de sécurité mais également garder le bâtiment intact
Avant Après 7 essais
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Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai
287 mm175 mm
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S-958
Essais en laboratoire – Résistance sismiqueEssais en laboratoire – Résistance sismique
• Bâtiments construits avec CLT soumis à des charges sismiques
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S-958
Essais en laboratoire – Résistance sismiqueEssais en laboratoire – Résistance sismique
![Page 49: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/49.jpg)
Essais en laboratoire – Vibration des planchers
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Comportement dynamique des planchers
Ossature bois CLT Acier-béton, dalle de béton
Masse/Superficie(kg/m2)
15-30 30-150 > 150
Fréquence naturelle fondamentale(Hz)
> 15 > 9 < 9
Amortissement (%) 3 1 1
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0.137.0 �df
AEI
lf
meff
�
1
22142.3
� meffEIPld 1
3
481000
�
l = portée maximum en m� = densité des panneaux en kg/m3
A = aire pour 1 m de CLT en m2meffEI1 = Rigidité effective pour 1m de largeur de CLT en N-m2
(mm)
Comportement dynamique des planchers
123.0
293.01
)()(
15.91
AEI
lmeff
��
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Épaisseur du panneau de CLT(mm)
Portée maximale selon équation de
FPInnovations(m)
Portée/épaisseur
140 4.75 L/417
182 5.5 L/497
230 7.0 L/606
Comportement dynamique des planchers
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Essais en laboratoire – Acoustique et feu
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Essais en laboratoire – Acoustique
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Essais en laboratoire – Acoustique
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Essais en laboratoire – feu selon CAN/ULC S101
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Essais en laboratoire – feu selon CAN/ULC S101
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Le bois massif possède la capacité de résister adéquatement au feu due à une carbonisation des surfaces:
– Brûle lentement et carbonisation des surfaces
– Le bois protégé par la couche carbonisée soutient la charge adéquatement
– Le bois est stable dimensionnement durant un feu
Résistance au feu
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Résistance au feu des panneaux CLT
Carbonisation
Partie chauffée
Section utilisée pour le calcul de la capacité
Face
exp
osée
au fe
u
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Enveloppe et durabilité des CLT
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• Isolation rigide ou semi-rigide
Enveloppe et durabilité des CLT
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Ossature
Enveloppe et durabilité des CLT
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Enveloppe et durabilité des CLT
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Enveloppe et durabilité des CLT durant la construction
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Enveloppe et durabilité des CLT durant la construction
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Plan de la présentation
• Introduction des panneaux massifs (CLT)
• Exemples de projets
• Travaux chez FPInnovations
• Nouveau manuel sur les CLT
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Manuel sur les CLT
11 Chapitres
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Différents chapitres…
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Différents chapitres…
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Différents chapitres…
![Page 71: Construction en panneaux massifs – CLT · Déplacements latéraux du bâtiment durant un essai 175 mm 287 mm. S-958 Essais en laboratoire – Résistance sismique † Bâtiments](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022022610/5b96e5bf09d3f2e3488ba7b1/html5/thumbnails/71.jpg)
Dimensionnement des planchers…
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Déformation
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Intéraction (rigidité) entre les couches
Aucune�intéraction Intéraction�partielle
Intéraction�complète
Courtesy of Norsk Treteknisk Institutt
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Cisaillement roulant
• Module de cisaillement roulant (Perpendiculaire au fil)– GR
• Résistance au cisaillement roulant (Perpendiculaire au fil)– Fv,R
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GR et Fv,R dépendent de plusieurs facteurs:
– Essences de bois– Densité– Dimensions des lamelles– Humidité du bois– Type de sciage– Orientation des cernes du bois– Etc.
� Pas inclus dans CSA O86-09
Cisaillement roulant
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• GR
– Généralement 10% du module de cisaillement longitudinal du bois (G)
– G � E/16 pour S-P-F
– Par exemple: SPF No2/No1• E = 9500 MPa• G � 9500/16 = 595 MPa• GR � 590/10 = 59.5 MPa
Module de cisaillement roulant, GR
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• Fv,R
– Varie entre 18% et 28% de la résistance au cisaillement parallèle au fil (� 0.3 to 0.6 MPa)
(Selon le Wood Handbook)
Résistance au cisaillement roulant, Fv,R
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Déformation des panneaux en flexion
En bref:
La déformation due au cisaillement roulant peut être significative – GR � G/10
En plus de la déformation due au cisaillement des pièces perpendiculaires, on doit tenir compte de la déformation due au cisaillement des pièces longitudinales– G � E/16
En général, la déformation due au cisaillement longitudinal peut être négligée pour un ratio portée-épaisseur de 30
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• 5 plis : 34-19-34-19-34 = 140 mm = h• Longitudinal: No.2 S-P-F (MOE = 9500 MPa)• Transversal: No.3 S-P-F (MOE = 9000 MPa)• Charges mortes: 2.5 kPa • Charges vives: 2.4 kPa (bureaux)
Exemple
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Vérifications minimales
1. Flèche sous charges vives : L/3602. Flèche sous charges totales : L/2403. Moment (Mr < Mf)4. Cisaillement (Vr < Vf)5. Vibration6. Fluage
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Approximation
Bonne approximation : Épaisseur minimale �
Alors :
140 mm x (28 à 32) = 3 920 à 4 480 mm
3228PortéeàPortée
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Critères de flèches
“Shear Analogy”:
(EI)eff = 1.916x1012 N-mm2
(GA)eff = 1.417x107 N
effeff GAkwl
EIwl
)(81
)(3845 24
���
��
Où: l = portée libre en mmw = charge uniforme en N/mm pour 1 m largeurk = 1.2 (coefficient de forme pour le cisaillement)
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Portées maximales pour flèches et vibration
Flèches :
Portée pour charges vives : 5445 mm (pour � � L/360)
Portée pour charges totales : 4895 mm (pour � � L/240)
Critère de vibration :
Portée maximale : 4440 mm (� h x 32)
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Dalle de béton ?
CSA A23.3 (Design of Concrete Structures)
• Épaisseur minimale pour une dalle régulière deux directions sans chapiteaux:
� Alors, épaisseur similaire pour une dalle régulière en béton deux directions avec de l’armature fy=400 MPa (sans tenir compte de la vibration)
MPafaveclflh y
nyns 400
3030)1000/6.0(
���
�
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