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L’utilisation des tableaux de portées pour dimensionner les solives et les chevrons est un processus simple lorsque vous comprenez les principes structurels qui régissent leur utilisation.
par Paul Fisette – ©2003
Le bois est naturellement conçu pour servir de matériau structurel : La tige d’un arbre est fixée à la terre à sa base (fondation), supporte le poids de ses branches (colonne) et se plie lorsqu’elle est chargée par le vent (poutre en porte-à-faux). Une analyse complète des propriétés mécaniques du bois est complexe, mais comprendre quelques bases de la résistance du bois vous permettra de dimensionner les solives et les chevrons à l’aide de tableaux de portées.
Commençons par adopter une vue d’ensemble. L’objectif structurel d’une maison est de transférer en toute sécurité les charges du bâtiment (poids) à travers les fondations vers le sol porteur. Vous vous souvenez quand votre professeur de sciences disait : toute action a une réaction opposée et égale ? Eh bien, chaque charge de construction a une « charge de réaction » égale. Si, lorsque les charges de la maison sont combinées, la maison pèse plus que ce que le sol peut supporter – la maison s’enfoncera jusqu’à ce qu’elle atteigne un point où le sol peut supporter la charge. Cet article se concentrera sur la façon dont les poutres simples comme les solives et les chevrons réagissent à la charge.
Charge résidentielle
La maison agit comme un système structurel résistant aux charges mortes (poids des matériaux), aux charges vives (poids imposés par l’utilisation et l’occupation), comme les charges de neige et les charges de vent. Les poutres, les montants, les solives et les chevrons agissent comme un squelette structurel et doivent être suffisamment solides et rigides pour résister à ces charges.
La solidité et la rigidité sont tout aussi importantes. Par exemple, le plâtre du plafond du premier étage se fissurerait lorsque les occupants traverseraient une chambre du deuxième étage dont l’ossature est constituée de solives de plancher rebondies. Peut-être les solives étaient-elles suffisamment solides si elles ne se brisaient pas ! Mais le manque de rigidité entraîne des problèmes coûteux.
La rigidité des éléments structurels est limitée par la déflexion maximale admissible. En d’autres termes, de combien une solive ou un chevron se plie sous la charge maximale prévue. Seules les charges vives sont utilisées pour calculer les valeurs de conception de la rigidité.
Les limites de déflexion maximale sont fixées par les codes du bâtiment. Elles sont exprimées sous forme de fraction ; portée libre en pouces (L) sur un nombre donné. Par exemple : une poutrelle de plancher sélectionnée de manière appropriée pour une portée de 10 pieds avec une limite L/360 ne fléchira pas plus de 120″/360 = 1/3 pouces sous les charges de conception maximales. On ne s’attend pas à ce que les cloisons sèches fixées à la face inférieure de ce système se fissurent lorsque le système de solives de plancher fléchit de 1/3″.
Les limites de déflexion typiques référencées dans les livres de code sont L/360, L/240 ou L/180. Ces limites sont basées sur les charges vives et les activités vécues dans des pièces spécifiques d’une maison. Voici des exemples de limites de déflexion et de valeurs de charges vives prescrites par les codes :
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Les planchers de salon L/360 & 40 psf
-
Les chambres à coucher et les planchers de grenier habitable L/360 & 30 psf
-
Les planchers de grenier avec stockage limité L/240 & 10 psf.
La résistance d’un matériau est évidemment importante. Les solives, et les chevrons doivent être suffisamment solides pour ne pas se briser lorsqu’ils sont chargés. Contrairement à la rigidité, les charges vives et les charges mortes sont additionnées pour déterminer les valeurs de conception minimales pour la résistance.
Pour déterminer la valeur de la charge morte pour un système de plancher ou de toit donné, on additionne le poids de tous les matériaux installés de façon permanente dans un composant donné. Pour un système de plancher, vous pouvez trouver les poids individuels des cloisons sèches, des cerclages, des solives de plancher, du sous-plancher, de la sous-couche et de la moquette dans un manuel d’architecture comme Architectural Graphic Standards. Mais pour la plupart des cas, il existe une solution de type livre de recettes. Il suffit de faire référence aux tableaux publiés par l’American Forest & Paper Association’s (AF&PA), American Wood Council (AWC). L’annexe A de l’AF&PA énumère une variété de combinaisons de charges vives et mortes pour les planchers, les plafonds et les chevrons. Par exemple, l’annexe A indique qu’un type de système de toiture en tuiles d’argile a une valeur de charge vive de 20 psf et une valeur de charge morte de 15 psf.
Facteurs qui influencent
De nombreux facteurs influencent la façon dont un système réagit à la charge. Il est important de réaliser que la façon dont vous choisissez et utilisez les matériaux contrôlera les coûts et la performance.
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Profondeur des éléments structuraux. Souvent, des solives 2×10 espacées de 24 pouces c/c fourniront un assemblage de plancher plus solide et plus rigide que des solives 2×8 de la même catégorie et de la même espèce espacées de 16 pouces c/c.
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Valeur E ou module d’élasticité des éléments individuels. E est un rapport qui relie la quantité qu’une charge donnée fait déformer à un matériau. Un matériau avec une valeur E plus élevée est plus rigide. Par exemple : Le pin blanc de l’Est de catégorie n°2 a une valeur E de 1 100 000 et le sapin hémisphérique de catégorie n°2 a une valeur E de 1 300 000. Le sapin hémisphérique est un matériau plus rigide.
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Valeur Fb ou contrainte extrême des fibres en flexion. Les charges font plier les poutres, les solives et les chevrons. Lorsqu’une poutre se courbe, les fibres les plus extérieures (extrêmes) sont comprimées le long du bord supérieur. Et en même temps, les fibres s’étirent le long du bord inférieur. Les fibres de bois les plus extérieures (extrêmes) sur les surfaces supérieure et inférieure sont plus sollicitées que les fibres du milieu. La valeur Fb indique la résistance nominale de ces fibres extrêmes. Plus la Fb est élevée, plus le bois est résistant.
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Catégorie de bois. Une catégorie supérieure d’une espèce donnée a un indice de résistance (Fb) plus élevé et souvent une valeur de rigidité (E) plus élevée aussi.
-
Espèces de bois. Toutes les espèces ne sont pas créées égales. Par exemple, le pin du sud est beaucoup plus résistant et rigide que l’épicéa.
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Durée de la charge. Pendant combien de temps les éléments seront-ils chargés ? La charge à plein temps (solives de plancher) sert de valeur de référence. Les valeurs de référence sont multipliées par 1,15 pour obtenir des valeurs de charge de neige et par 1,25 pour une charge de 7 jours. Ne vous inquiétez pas pour les calculs ! Les tableaux gèrent automatiquement cet ajustement. Il vous suffit de lire les chiffres sous le titre de la colonne appropriée. Par exemple : Une poutrelle de plancher 2×8 en pin du Sud de qualité structurale sélectionnée a une Fb de 2650. Alors que le même 2×8 de même qualité et de même essence a une Fb de 3040 lorsqu’il est utilisé comme chevron de toit dans un pays enneigé. Les valeurs E ne sont pas affectées par la durée de la charge.
Ce dont vous avez besoin
D’accord, donc maintenant vous voulez utiliser ces informations. Tout d’abord, vous devez obtenir quelques éléments : Le livre du code ; les tableaux des portées pour les solives et les chevrons de l’AF&PA (cela attribue les portées admissibles à diverses combinaisons de E et de Fb) ; et une copie des valeurs de conception pour les solives et les chevrons (cela a des valeurs de Fb et de E pour diverses espèces, tailles et catégories de bois de dimension).
Le livre du code peut être acheté auprès de votre responsable local du code. Les codes du bâtiment vous fournissent des informations sur les qualités requises, les portées, les appuis, les supports latéraux, les encoches, etc. Achetez le CABO One and Two Family Dwelling Code,5203 Leesburg Pike, Suite 708, Falls Church, VA 22041. Le CABO est référencé dans la plupart des codes de construction locaux comme une option acceptable au code local. Ce livre de code a une annexe avec des tableaux de portée pour les solives et les chevrons et une autre avec des valeurs de conception pour les solives et les chevrons.
Les autres publications que j’ai mentionnées sont référencées par la plupart des codes et peuvent être achetées auprès de l’AF&PA’s American Wood Council, PO Box 5364, Madison, WI 53705-5364, 1-800-890-7732. On peut aussi les commander en ligne à l’adresse suivante : http://www.forestprod.org/awc
Ces documents offrent une vision élargie de l’utilisation des span-tables grâce aux sections « explication » et « commentaire » au début et à la fin des publications. Je trouve les documents de l’AWC faciles à suivre. Le personnel technique de l’AWC est désireux et capable de vous aider à comprendre les documents si vous êtes bloqué. Vous pouvez contacter le service d’assistance de l’AWC au 800-AWC-AFPA (292-2372) ou par courriel à
. Ou visitez leur site Web à l’adresse http://www.awc.org pour plus d’informations.
Il existe également d’autres tableaux de portée et publications disponibles. La Western Wood Products Association (WWPA) publie des tableaux, par exemple. Mais la WWPA utilise des » valeurs de base » qui rendent le travail plus compliqué. Certains concepteurs peuvent trouver les tableaux de la WWPA utiles. However, I think builders and architects are better served by AF&PA’s version.
PULLING IT ALL TOGETHER
Calculating Loads
For the most part, live load and dead load values for floor and roof systems are considered distributed loads. In other words, the weight is distributed or shared uniformly by the members in the floor or roof system. In order to establish proper sizes, grades and on-center spacing of joists and rafters you first need to determine what loading is acceptable to the building code.
Use your code book here. Look up the allowable loads and deflection limits imposed by your local code. For example: Massachusetts code book includes the following information.
Floors (joists)
Dwellings |
live load (psf) |
dead load |
first floor |
* |
|
second floor |
* |
|
uninhabitable attics |
* |
* weights listed in code book appendix
Deflection
The code section on working load deflection states: The deflection of floor and roof assemblies shall not be greater than L/360 for plastered construction; L/240 for unplastered floor construction; and L/180 for unplastered roof construction. So these are the limits set by the code.
You can also use AF&PA’s « Span Tables for Joists and Rafters ». This is the easiest way to determine allowable dead loads, live loads and deflection limits. This publication has a much more extensive offering of possible joist and rafter conditions.
Once you find the appropriate table in the book, you determine acceptable Fb and E values for your particular span condition. La portée est la distance d’une face à l’autre des supports.(pour les solives : du côté sous-sol du seuil au côté seuil de la poutre centrale.)
Les chevrons
Les chevrons sont dimensionnés de la même manière que les solives : Établir les limites de charge vive, de charge morte et de déflexion ; utiliser le tableau des chevrons approprié pour déterminer les valeurs Fb et E acceptables ; puis choisir l’espèce, la taille et la catégorie appropriées dans la publication Valeurs de conception des solives et des chevrons de l’AF&PA.
Le dimensionnement des chevrons diffère du dimensionnement des solives de 2 façons :
1) La portée d’un chevron n’est pas basée sur la mesure sur sa longueur. Au contraire, la portée est basée sur la » projection horizontale » du chevron. Il s’agit de la distance horizontale entre la surface intérieure du mur porteur et la surface intérieure de la planche faîtière. Considérez donc un simple toit à pignon sur un ranch de 24 pieds de large encadré de murs extérieurs 2×6 et d’une faîtière 1 1/2 : la portée serait de 11’5 3/4″.
2) Vous devez déterminer la charge de neige pour votre région. Cette information se trouve dans le livre du code. La charge de neige est traitée comme une charge vive lorsque vous utilisez les tableaux d’AF&PA. Si votre livre de code indique que votre charge de neige est de 40 psf, alors vous utilisez le tableau de chevrons de 40 psf de charges vives. Le fait que les charges de neige n’agissent qu’une partie de l’année a été utilisé pour créer les tableaux de chevrons.
Compression perpendiculaire au grain
Les charges portées par les solives de plancher, les solives de plafond et les chevrons sont transférées par leurs points d’extrémité aux murs et aux poutres de soutien. Les extrémités de ces éléments doivent pouvoir « réagir » ou résister à ces charges sans s’écraser. AF&PA énumère les valeurs de compression requises perpendiculairement au grain pour les solives et les chevrons pour diverses portées, espacements centraux et conditions de chargement dans ses tableaux de portée pour les solives et les chevrons. AF&Les valeurs de calcul pour les solives et les chevrons de l’EPA énumèrent les valeurs de calcul de la compression perpendiculaire au grain pour une variété d’essences. Assurez-vous simplement que la valeur de conception de l’essence dépasse la valeur de compression perpendiculaire au grain requise pour votre condition structurelle.
SOMMAIRE
Étape par étape
Voici une liste de contrôle des étapes à suivre lors de l’utilisation des tableaux de portée
1) vérifier les plans pour déterminer la portée et l’espacement entre axes (conditions de conception)
2) vérifier les codes pour la charge vive admissible, charge de neige, charge permanente et déflexion
3) sélectionnez le tableau de portées approprié
4) faites correspondre la portée du tableau aux conditions de conception et déterminez les valeurs minimales de Fb et E indiquées dans le tableau de portées
-
NOTE : vous aurez des options concernant l’espacement entre axes et la taille
5) sélectionnez l’espèce et le grade appropriés à partir des valeurs énumérées dans le tableau des valeurs de conception
-
NOTE : vous aurez des options concernant l’espèce et le grade vous offrant une opportunité économique
6) déterminer la valeur de conception de la compression perpendiculaire au grain requise dans le tableau
7) vérifier que la valeur de conception de la compression perpendiculaire au grain pour l’espèce sélectionnée à l’étape 5 répond à la valeur de conception requise déterminée à l’étape 6
EXEMPLE : Un cas d’essai
Testez vos compétences. Travaillons sur un exemple qui illustre les étapes de l’utilisation des tableaux. Disons que vous construisez une annexe de 16 pieds et que vous devez choisir la bonne taille et l’essence de bois pour les solives de plancher. Les solives seront centrées à 16 pouces. Leur portée nominale, la longueur exacte de face à face des supports, est de 15 pieds 1 pouce (voir illustration – Figure #1)
Lorsque vous dimensionnez les solives, utilisez la portée libre – la
longueur d’un support à l’autre – et non la pleine
longueur de la solive
Étapes
Poutres de plancher
Étape 1 Vérifiez le code : Vérifiez d’abord le code local pour la charge vive, la charge morte et la déflexion admissibles (voir la figure nº 2). Pour cet exemple, je vais utiliser le CABO One and Two Family Dwelling Code , qui sert de modèle à de nombreux codes locaux et d’État. Cela établit une charge vive admissible au premier étage de 40 psf, une charge morte de 10 psf et une déflexion de L/360.
Figure 2
Les charges vives et les limites de déflexion sont établies par le code.
Ces tableaux sont tirés du CABO One and Two Family Dwelling Code.
MINIMUM UNIFORMLY DISTRIBUTED LIVE LOADS |
|
Use | Live Load |
Balconies (exterior) | 60 |
Decks | 40 |
Fire escapes | 40 |
Garages (passenger cars only) | 50 |
Attics (no storage with roof slope no steeper than 3 in 12) | 10 |
Attics (limited attic storage) | 20 |
Dwelling Units (except sleeping rooms) | 40 |
Sleeping Rooms | 30 |
Stairs | 40 |
ALLOWABLE DEFLECTION OF STRUCTURAL MEMBERS |
|
Structural Member | Allowable Deflection |
Rafters with slope > 3/12 and no ceiling load | L/180 |
Interior walls and partitions | L**/180 |
Floors and plastered ceilings | L/360 |
All other structural members | L/240 |
Notes: L = span length, L** = vertical span |
Step 2 Span Table: Select the appropriate table in Span Tables for Joists and Rafters . The Table of contents indicates that Table F-2 watches these loading conditions. Using Table F-2 (Figure #3), check each lumber size to see if a 16-inch spacing will permit a span of 15 feet 1 inch. Start with the « 16.0 » line in the « Spacing » column at the left of the table, then go to the right until you reach an appropriate span at least 15 feet 1 inch in this case). Ensuite, descendez pour trouver la valeur Fb appropriée pour la portée.
Comme le montre le tableau, aucun 2×8 ne répond aux exigences de portée et d’espacement, mais un 2×10 avec un E de 1 300 000 psi et un Fb de 1093 psi peut couvrir 15 pieds 3 pouces – plus que suffisant. Un 2×12 avec un E de 800 000 psi et un Fb de 790 psi fonctionne également, puisqu’il peut couvrir 15 pieds et 10 pouces.
Figure 3
Sous réserve d’une portée de conception de 15 pieds 1 pouce et d’un espacement des solives de 16 pouces, déterminez d’abord quelle taille de bois d’œuvre fonctionnera. Trouvez ensuite la valeur Fb requise au bas de la colonne.
Petites solives de plancher avec limites de déflexion L/360 |
||||||||||
Critères de conception: Flexion – Pour une charge utile de 40 PSF. Limitée à la portée en pouces divisée par 360. Résistance – La charge utile de 40 psf plus la charge permanente de 10 psf déterminent la valeur de calcul de la flexion requise. |
||||||||||
Dimension de la poutrelle (po) |
Espacement (po).) |
Modulus of Elasticity, E, in 1,000,000 psi | ||||||||
0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | ||
2×6 | 12.0 | 8-6 | 8-10 | 9-2 | 9-6 | 9-9 | 10-0 | 10-3 | 10-6 | 10-9 |
16.0 | 7-9 | 8-0 | 8-4 | 8-7 | 8-10 | 9-1 | 9-4 | 9-6 | 9-9 | |
19.2 | 7-3 | 7-7 | 7-10 | 8-1 | 8-4 | 8-7 | 8-9 | 9-0 | 9-2 | |
24.0 | 6-9 | 7-0 | 7-3 | 7-6 | 7-9 | 7-11 | 8-2 | 8-4 | 8-6 | |
2×8 | 12.0 | 11-3 | 11-8 | 12-1 | 12-6 | 12-10 | 13-2 | 13-6 | 13-10 | 14-2 |
16.0 | 10-2 | 10-7 | 11-0 | 11-4 | 11-8 | 12-0 | 12-3 | 12-7 | 12-10 | |
19.2 | 9-7 | 10-0 | 10-4 | 10-8 | 11-0 | 11-3 | 11-7 | 11-10 | 12-1 | |
24.0 | 8-11 | 9-3 | 9-7 | 9-11 | 10-2 | 10-6 | 10-9 | 11-0 | 11-3 | |
2×10 | 12.0 | 14-4 | 14-11 | 15-5 | 15-11 | 16-5 | 16-10 | 17-3 | 17-8 | 18-0 |
16.0 | 13-0 | 13-6 | 14-0 | 14-6 | 14-11 | 15-3 | 15-8 | 16-0 | 16-5 | |
19.2 | 12-3 | 12-9 | 13-2 | 13-7 | 14-0 | 14-5 | 14-9 | 15-1 | 15-5 | |
24.0 | 11-4 | 11-10 | 12-3 | 12-8 | 13-0 | 13-4 | 13-8 | 14-0 | 14-4 | |
2×12 | 12.0 | 17-5 | 18-1 | 18-9 | 19-4 | 19-11 | 20-6 | 21-0 | 21-6 | 21-11 |
16.0 | 15-10 | 16-5 | 17-0 | 17-7 | 18-1 | 18-7 | 19-1 | 19-6 | 19-11 | |
19.2 | 14-11 | 15-6 | 16-0 | 16-7 | 17-0 | 17-6 | 17-11 | 18-4 | 18-9 | |
24.0 | 13-10 | 14-4 | 14-11 | 15-4 | 15-10 | 16-3 | 16-8 | 17-0 | 17-5 | |
Fb Fb Fb Fb |
12.0 | 718 | 777 | 833 | 888 | 941 | 993 | 1043 | 1092 | 1140 |
16.0 | 790 | 855 | 917 | 977 | 1036 | 1093 | 1148 | 1202 | 1255 | |
19.2 | 840 | 909 | 975 | 1039 | 1101 | 1161 | 1220 | 1277 | 1333 | |
24.0 | 905 | 979 | 1050 | 1119 | 1186 | 1251 | 1314 | 1376 | 1436 | |
Note: The required bending design value, Fb, in pounds per square inch is shown at the bottom of each table and is applicable to all lumber sizes shown. Spans are shown in feet – inches and are limited to 26′ and less. Vérifiez les sources d’approvisionnement pour connaître la disponibilité du bois d’œuvre en longueurs supérieures à 20′. |
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EXTRAIT DES TABLEAUX DE PORTÉES POUR LES JOISTS ET LES RAFTERS, Copyright © 1993 AMERICAN FOREST & PAPER ASSN, WASHINGTON, D.C. |
Étape 3 Valeurs de conception du bois : Vous devez maintenant sélectionner une essence de bois et une qualité qui répondent aux valeurs Fb et E requises, et qui sont disponibles dans votre région. Pour cela, utilisez les tableaux de Valeurs de conception des solives et des chevrons. Pour cet exemple, j’ai extrait les sections pertinentes des tableaux pour l’hem-fir, le Douglas fir-larch et l’épicéa-pin-fir (figure 4). Pour l’hem-fir, un 2×10 No.1 ou un 2×12 No.2 peut convenir. Dans le sapin-mélèze de Douglas, un No 2 2×10 ou un No 2 2×12 fonctionne. In spruce-pine-fir, No. 1 7 2 2×10 or 2×12 would do the job.
Figure 4
After determining what size lumber to use, turn to the tables in Design Values For Joists and Rafters to select a species and grade that meets the required Fb and E values. The tables shown here are excerpts from the hem-fir, Douglas fir-larch, and spruce-pine-fir tables.
DESIGN VALUES FOR JOISTS AND RAFTERS |
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These Fb values for use where repetative members are spaced not more than 24 inches. For wider spacing, the Fb values shall be reduced 13%. Values for surfaced dry or surfaced green lumber apply at 19% maximum moisture content in use. |
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Species and Grade | Size |
Design Value in Bending (Fb) |
Modulus of Elasticity (E) | ||
Normal Duration | Snow Loading | 7 Day Loading | |||
HEM-FIR | |||||
Select Structural | 2×10 | 1770 | 2035 | 2215 | 1,600,000 |
No. 1 & Btr. | 1330 | 1525 | 1660 | 1,500,000 | |
No. 1 | 1200 | 1380 | 1500 | 1,500,000 | |
No. 2 | 1075 | 1235 | 1345 | 1,300,000 | |
No. 3 | 635 | 725 | 790 | 1,200,000 | |
Select Structural | 2×12 | 1610 | 1850 | 2015 | 1,600,000 |
No. 1 & Btr. | 1210 | 1390 | 1510 | 1,500,000 | |
No. 1 | 1095 | 1255 | 1365 | 1,500,000 | |
No. 2 | 980 | 1125 | 1385 | 1,300,000 | |
No. 3 | 575 | 660 | 720 | 1,200,000 | |
DOUGLAS FIR-LARCH | |||||
Select Structural | 2×10 | 1835 | 2110 | 2295 | 1,900,000 |
No. 1 & Btr. | 1455 | 1675 | 1820 | 1,800,000 | |
No. 1 | 1265 | 1455 | 1580 | 1,700,000 | |
No. 2 | 1105 | 1275 | 1385 | 1,600,000 | |
No. 3 | 635 | 725 | 790 | 1,400,000 | |
Select Structural | 2×12 | 1670 | 1920 | 2085 | 1,900,000 |
No. 1 & Btr. | 1325 | 1520 | 1655 | 1,800,000 | |
No. 1 | 1150 | 1325 | 1440 | 1,700,000 | |
No. 2 | 1005 | 1155 | 1260 | 1,600,000 | |
No. 3 | 575 | 660 | 720 | 1,400,000 | |
SPRUCE-PINE-FIR | |||||
Select Structural | 2×10 | 1580 | 1820 | 1975 | 1,500,000 |
No. 1/No. 2 | 1105 | 1275 | 1385 | 1,400,000 | |
No. 3 | 635 | 725 | 790 | 1,200,000 | |
Select Structural | 2×12 | 1440 | 1655 | 1795 | 1,500,000 |
No. 1/No. 2 | 1005 | 1155 | 1260 | 1,400,000 | |
No. 3 | 575 | 660 | 720 | 1 200 000 | |
EXTRAIT DES VALEURS DE CONCEPTION POUR LES JOISTS ET LES RAFTERS, Copyright © 1992 AMERICAN FOREST & PAPER ASSN, WASHINGTON, D.C. |
Étape 4 Vérification des roulements : La dernière étape consiste à s’assurer que le bois d’œuvre que vous avez choisi respecte la valeur de conception requise pour la compression perpendiculaire au grapo. Les charges portées par les solives de plancher, les solives de plafond et les chevrons sont transférées par leurs points d’extrémité aux murs et aux poutres de soutien. Les extrémités de ces éléments doivent pouvoir résister à ces charges sans s’écraser.
Le tableau 9.1 des tableaux de portée des solives et des chevrons (figure n° 5) donne une valeur de compression requise de 237 psi pour une portée de 16 pieds et une longueur d’appui de 1,5 pouce. (Les tableaux autorisent une longueur d’appui allant jusqu’à 3,5 pouces, mais comme 1,5 est probablement le pire cas que vous rencontrerez pour l’appui des solives ou des chevrons, c’est une valeur sûre). Vous pouvez obtenir la valeur de conception de la compression perpendiculaire au grain pour diverses essences sélectionnées dans l’addendum qui accompagne les Design Values for Joists and Rafters. Par exemple, l’hem-fir a une valeur acceptable de 405 psi, l’épicéa-pine-fir de 425 psi.
Figure 5
Vérifiez que l’essence de bois sélectionnée a la résistance à la compression nécessaire perpendiculairement au grain. Ce tableau, tiré des tableaux de portée des poutrelles et des chevrons, donne les valeurs requises pour diverses conditions de conception ; un addenda qui accompagne les valeurs de conception des poutrelles et des chevrons donne les valeurs pour des essences spécifiques.
Tableaux de portée pour les solives et les chevrons |
||||||
Compression requise perpendiculaire au grain (Fc) en livres par pouce carré pour les solives et les chevrons à portée simple avec des charges uniformes |
||||||
Longueur d’appui, in. |
||||||
Span, ft. | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | |
8 | 119 | 98 | 71 | 59 | 51 | |
10 | 148 | 111 | 89 | 74 | 63 | |
12 | 178 | 133 | 107 | 89 | 76 | |
14 | 207 | 156 | 124 | 104 | 89 | |
16 | 237 | 178 | 142 | 119 | 102 | |
18 | 267 | 200 | 160 | 133 | 114 | |
20 | 296 | 222 | 178 | 148 | 127 | |
22 | 326 | 244 | 196 | 163 | 140 | |
24 | 356 | 267 | 213 | 178 | 152 | |
Notes: |
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1993 ADDENDUM TO DESIGN VALUES FOR JOISTS AND RAFTERS |
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Species1 |
Compression design value, psi. « Fc »perpendicular to grain |
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Douglas Fir-Larch | 625 | |||||
Eastern White Pine | 350 | |||||
Hem-Fir | 405 | |||||
Southern Pine, Dense | 660 | |||||
Southern Pine, Select Structural No.1, No.2, No.3, Stud, Construction, Standard, Utility | 565 | |||||
Southern Pine, Non-Dense | 480 | |||||
Spruce-Pine-Fir | 425 | |||||
Spruce-Pine-Fir (south) | 335 | |||||
1. Design values apply to all grades for the species listed unless otherwise indicated in the table above. | ||||||
EXCERPTED FROM SPAN TABLES FOR JOISTS AND RAFTERS, Copyright © 1993 AMERICAN FOREST & PAPER ASSN., WASHINGTON, D.C. |
Ceiling Joists and Rafters
Ceiling joists are sized like floor joists except that deflection limits vary depending on whether the joists will be used for attic storage or will have a plaster or drywall finish. Vérifiez votre code et suivez les tableaux AF&PA en conséquence.
Lorsque vous utilisez les tableaux pour dimensionner les chevrons, il y a deux points à garder à l’esprit. Premièrement, n’oubliez pas que la portée du chevron n’est pas sa longueur réelle, mais sa projection horizontale totale (voir la figure n° 6). Deuxièmement, utilisez la valeur de la charge de neige de votre région pour déterminer la table de chevrons à utiliser. Si votre livre de code indique que votre charge de neige est de 40 psf, vous devez utiliser la table de chevrons pour charges vives de 40 psf. Le fait que les charges de neige n’agissent qu’une partie de l’année a été pris en compte dans les tableaux de chevrons, mais n’oubliez pas d’utiliser la colonne « Charge de neige » pour obtenir la valeur de conception Fb.
Figure 6
Utiliser la projection horizontale d’un chevron, et non
sa longueur réelle, pour calculer la portée du chevron
.