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Les bases de la charpente en bois

Les assemblages de planchers, de murs, de toits et d’escaliers sont chacun constitués de composants en bois de dimensions spécifiques, semblables à un squelette. Ces éléments sont fixés ensemble pour former la structure et permettre aux espaces intérieurs de fonctionner comme souhaité. La liste suivante identifie et décrit chaque composant de chaque type d’assemblage.

Les cadres de plancher distribuent les charges dynamiques, les charges permanentes et les autres charges structurelles à travers le bâtiment vers les murs porteurs ou vers les fondations. Les composants suivants se trouvent dans l’ossature de plancher :

La lisse basse est un élément en bois, généralement fait de bois traité, fixé à la surface supérieure de la fondation. Les solives sont fixées à la lisse basse.
Les solives de rive sont une série d’éléments en bois de taille similaire qui sont placés autour de l’extérieur de la structure du plancher. Elles sont posées sur leur extrémité étroite et fixées à la lisse basse.
Les solives de plancher sont des éléments en bois ou des produits en bois d’ingénierie (généralement de la même taille que les solives de rive) qui sont placés sur leurs extrémités étroites, espacés uniformément et fixés à la lisse basse. Le sous-plancher est fixé aux solives de plancher et celles-ci transmettent les charges du plancher aux murs porteurs.
Un linteau est constitué de plusieurs éléments en bois fixés les uns aux autres et est utilisé pour encadrer une ouverture dans l’assemblage du plancher, en interrompant les solives.
Le pontage consiste en de petites pièces de bois fixées entre les solives, assurant la stabilité latérale.
Les cadres muraux peuvent être utilisés pour créer des murs porteurs ou non porteurs. Les murs porteurs sont des murs structurels qui transportent et transmettent les charges du haut vers les cadres de plancher en dessous. Les murs non porteurs n’ont aucune fonction structurelle. Les composants suivants sont présents dans l’ossature du mur :

Une plaque inférieure ou semelle est un élément en bois horizontal à la base du mur, fixé à l’ossature de plancher.
Les montants sont des éléments verticaux en bois, espacés de façon égale, et fixés aux plaques inférieure et supérieure. L’espacement typique est de 12″, 16″ ou 24″ au centre.
Un linteau est constitué de plusieurs éléments en bois et placé au-dessus d’une ouverture. Il est fixé aux montants adjacents et répartit uniformément les charges du bâtiment autour de l’ouverture.
Un appui est un élément en bois situé sous une ouverture, fixé aux montants adjacents, qui soutient une fenêtre.
Le blocage fait référence à de petits éléments en bois qui sont fixés entre les montants dans le but de fixer des éléments de finition ou de bloquer la propagation du feu dans la cavité murale.
La plaque supérieure est un élément en bois horizontal situé au sommet des montants.
La sablière est une plaque secondaire fixée à la sablière supérieure, utilisée pour relier les coins et les cadres des murs intérieurs d’un bâtiment.
Les charpentes traditionnelles répartissent les charges du toit sur l’ensemble du bâtiment vers les murs porteurs. Les composants suivants sont présents dans la charpente traditionnelle :

Les chevrons sont des éléments de bois diagonaux, espacés uniformément, auxquels est fixé le revêtement de toit. L’espacement typique des chevrons est de 12″, 16″ ou 24″ au centre. Leur angle est déterminé par l’élévation et la course de la surface du toit. Différents types de chevrons sont utilisés pour former la forme et le style de toit souhaités, notamment le chevron commun, le chevron cunéiforme, le chevron de noue et le chevron jack.
Une poutre faîtière est un élément horizontal en bois situé au sommet du toit, auquel sont fixés les sommets des chevrons.
La poutre de rive est un élément horizontal en bois situé entre les chevrons, qui assure la stabilité verticale des chevrons diagonaux.
Les solives de plafond sont des éléments en bois qui remplissent une fonction similaire à celle des solives de plancher, en encadrant le plafond du dernier étage du bâtiment et le plancher du grenier au-dessus.
Les planches de rive sont fixées au bas des chevrons pour renforcer la stabilité latérale.
Les charpentes modernes peuvent être construites avec des fermes de toit. Une ferme de toit est un assemblage de bois manufacturé, conçu pour l’ingénierie, qui comprend des membrures supérieures diagonales, une membrure inférieure horizontale et des entretoises verticales et/ou diagonales entre les membrures supérieures et inférieures. Chaque élément adjacent est relié ou joint par des plaques métalliques dentées ou des goussets.

Les cadres d’escalier créent les ouvertures qui permettent aux piétons de se déplacer d’un étage à l’autre. Le cadre de l’escalier transmet les charges actives aux murs extérieurs ou aux montants verticaux qui soutiennent le cadre de l’escalier. Les composants suivants sont présents dans le cadre de l’escalier :

Le limon est constitué de plusieurs éléments de bois diagonaux coupés pour former la montée et la descente de l’escalier. Les limons sont placés sur les bords les plus extérieurs de l’escalier, et souvent au centre, pour soutenir le giron.
Le giron est un élément horizontal en bois qui constitue la surface rugueuse d’une marche.
La contremarche est un élément vertical qui forme la hauteur de chaque marche. Lorsqu’une marche a une contremarche ouverte, cet élément vertical est complètement absent.
Les éléments en bois sont coupés et assemblés pour créer les planchers, les murs et le toit d’une structure conformément aux documents de construction et aux codes du bâtiment locaux. Depuis les années 1830, deux méthodes d’ossature en bois ont été utilisées pour faciliter la construction d’une structure : l’ossature en ballon et l’ossature en plate-forme.

L’ossature ballons a été utilisée jusqu’au milieu des années 1950. Cette méthode autrefois populaire, aujourd’hui rarement utilisée, utilise des montants qui courent sans interruption de la plaque de seuil à la plaque de chevron. Dans la construction en ballon, les solives de plancher sont fixées au sommet d’une planche à gorge (également appelée ruban ou bande à nervures) qui est également fixée aux montants verticaux. Des coupe-feu en bois de blocage sont fixés dans les espaces entre les montants et les chevrons, fermant les cavités et ralentissant le passage du feu.

L’ossature en plate-forme est aujourd’hui la méthode préférée de construction des bâtiments à ossature en bois. Semblable à la charpente à ballons, la charpente à plate-forme est construite sur une fondation. Cette méthode commence par un cadre de plancher fixé à une fondation, puis les murs sont élevés et fixés au cadre de plancher. En utilisant ce schéma répétitif, un charpentier élève le premier et le deuxième étage et tout étage supplémentaire par la suite. Les chevrons du toit et les solives ou fermes de plafond sont ensuite fixés aux murs du dernier étage pour former le toit. Les principaux avantages de la charpente en plate-forme par rapport à la charpente en ballon sont les suivants : la taille des matériaux est plus facile à manipuler, des coupe-feu sont installés à chaque étage et les charpentes d’étage servent de plate-forme pour travailler au niveau suivant. L’ossature en chevrons est réalisée de la même manière que l’ossature en plate-forme.

Les produits en bois d’ingénierie sont des composants structurels fabriqués et conçus pour répondre à des exigences de conception spécifiques. Le processus de fabrication du bois d’ingénierie le rend plus coûteux que le bois de dimension, mais réduit les déchets et permet d’obtenir un produit beaucoup plus solide et stable, et plus uniforme en termes de forme et de taille. Contrairement au bois de dimension, on utilise à la fois du bois dur et du bois tendre provenant d’espèces d’arbres à croissance rapide abondantes pour fabriquer le bois d’ingénierie. Le processus de fabrication est soumis à des normes industrielles strictes. Des matériaux secs sont utilisés comme brins de bois ou placages, qui sont collés et comprimés en grosses billettes, puis sciés dans des longueurs, largeurs et épaisseurs standard. Les produits en bois d’ingénierie constituent un substitut de haute qualité au bois de dimension. Ils comprennent le bois de placage stratifié (LVL), le bois à copeaux parallèles (PSL), le bois à copeaux stratifiés (LSL), les solives en I en bois et les poutres en lamellé-collé.