Quelles sont les portées maximales pour une structure en ossature bois?

Bonjour Elude,

C'est pas évident, hein? Il faut dire que la réponse est tout aussi compliquée.
Ce qui te bloque, c'est que tu as une approche "je prends un moyen de réalisation, je le duplique et dispose à ma sauce pour en faire un tout".
Il faut que tu raisonnes autrement : tu dois d'abord concevoir tes volumes, en fonction de l'usage, des orientations, des vues, des questions sphères privée / publique, intimité / social.
Ensuite, ces volumes viennent se calibrer en fonction de leur contenu, et adaptés pour qu'ils se concrétisent. C'est là que le parti constructif sera le plus impactant.
Ne te bloque pas sur "j'ai des portées de 4.80m et faut que ça rentre".
Après, il y a des valeurs usuelles qui fonctionnent toujours, et qu'on peut intégrer en guise de premier jet avant d'être affiné.
Une ossature bois composant une façade, 145mm ossature principale, 185mm avec une ossature secondaire croisée, 225mm finie avec vêture extérieure par exemple. Ce type d'ossature peut remplir entre planchers, il faudra y incorporer des poteaux de bonne section si des charges plus fortes sont à reprendre, tout en veillant à ne pas interrompre les isolants : que faire des poteaux? les détacher des parois de façade? à l'intérieur, s'en servir d'élément de composition intérieure? à l'extérieur et s'en servir d'appuis complémentaires à du balcon, du pare-soleil ou autre? comment les espacer? en prenant des valeurs de 5 ou 6 mètres pour ne pas chercher de trop fortes hauteurs de poutres?
Et bien ça dépend de la conception générale, à nouveau.
Chaque élément de ton projet doit participer à l'élaboration d'un tout.
A défaut de tableaux, d'abaques, inspire-toi de ce qui est réalisé, regarder et comprendre le projet d'architecture est plus long qu'on le croit.
Pour l'aspect structurel, regarde les articles sur l'immeuble Perspective de Nicolas Laisné et Dimitri Roussel à Bordeaux, tu trouveras des photos en cours de chantier avec l'ossature visible. Tu pourras peut-être transposer sur les questions de dimensionnement, portées, entraxes.

Merci beaucoup pour votre réponse!
Alors oui en effet j'ai commencé à rechercher pas mal de références dont la Borda à Barcelone par Lacol, dont la structure est réalisée en bois mais malheureusement même si j'ai accès aux plans et que je lis bien la trame structurale, je n'ai aucune idée des portées ou de leur ordre de grandeur.
Je vais essayer de prendre le problème à l'envers comme vous me conseillez et commencer par réfléchir à mes modules d'habitation, d'espaces collectifs et de circulation et je me pencherai sur la trame structurelle ensuite, tout en gardant en tête l'ordre de grandeur de 5/6 mètres maximum.
(J'avais envie de commencer par la structure justement parce que je finis toujours par la bidouiller un peu en fonction de mes modules haha j'ai vraiment un peu de mal en structure)
Merci beaucoup!

Après, petite astuce qui ne permet pas de tout résoudre, hein, mais qui permet de faire du dégrossi : le 10-12-20.
La hauteur de la poutre est fonction de sa portée :
1/10ème pour le béton,
1/12ème pour le bois,
1/20ème pour l'acier.
Mais c'est très relatif, car ça ne prend pas en compte les charges, surcharges, entraxes, sections.... C'est juste une méthode empirique pour se fixer la hauteur de poutre à sanctuariser, et grossièrement.

Bonjour, j'ai continué dans la conception du projet mais je me pose encore certaines questions, ma trame structurelle est de 4x3, mes professeurs m'ont conseillé de travailler avec une structure en ossature en bois légère mais il y a quelques points que je ne comprends pas bien :

- Une façade en ossature bois peut-elle être porteuse? (d'après mes recherches il me semble que non, dois-je donc placer des poteaux pour la soutenir?)
- Lorsque j'interromps ma trame de mur à ossature, dois-je placer un système de poteaux poutres?

Bonjour

Je m’invite à votre discussion.

Les structures de maisons ossature bois se font couramment avec des murs porteurs (façades et refend) de type plateforme (verticale), c’est-à-dire des montants et des traverses formant un cadre contre lequel un panneautage ferme le mur (1 ou 2 faces) et assure le contreventement.

En atelier se font ainsi de grands pans de murs, de hauteur d’étage, porteurs donc, et de longueur 5 à 6 m ou plus selon le moyen de transport sur chantier ensuite.

Ce système permet de faire des murs porteurs empilés sur plusieurs étages, ceux du bas les plus chargés ayant davantage de section de montants porteurs.

Exemple : un proto initié par simpson (fabricant de connecteurs charpente bois), pour test en parasismique.



Sur la photo « écorchée » de la façade, on voit le principe de structure avec de forts montants, avec également l’emplacement des solives des planchers, qui sont eux-aussi des « plateformes »

Je doute qu’on aille bien plus haut que 3 à 4 étages avec ce procédé.

Dans le même esprit, les panneaux de murs porteurs peuvent se faire en lamibois, ou CLT, c’est-à-dire des bois très épais faits de plusieurs couches de bois.

Exemple cette video d’un R+ 11 ( à Strasbourg en zone sismique 4 !) sur laquelle apparaît à quoi ça ressemble.
https://www.youtube.com/watch?v=KSfMWlLi_ZI
On y voit des murs porteurs de façade en CLT, et à l’intérieur, des poutres et poteaux et aussi des refends. Les planchers sont donc en CLT.

La structure peut aussi se faire uniquement de poteaux et poutres, comme cela se fait également en béton armé ou en acier.
Les planchers peuvent être avec solives et platelage, ou en CLT.

Les murs auraient uniquement la fonction paroi clos couvert ;  mais ils peuvent aussi contenir du contreventement.

Car en poteaux poutres, il faut savoir comment traiter le contreventement.
Soit par des murs que j’ai évoqués (non porteurs verticalement), soit par des barres en croix ou les deux, car uniquement en portique ça serait trop flexible.

Attention, il y en a qui trichent : dans leur structure bois, se cache un noyau en béton armé, par exemple les cages d’escalier et ascenseurs, bien rigide qui stabilise en contreventement et donne aussi un bon appui pour les planchers.
Et on peut glisser aussi de l’acier. D’ailleurs, sur la video, je me demande s’il n’y en aurait pas un peu  …

Dimensions à vue de nez sur les images de la video, puisque c’est la question à l’origine :

Poutres de plancher 5 à 6 m entre poutres, et portées de poutres de l’ordre de 6 m aussi.
Epaisseur de murs CLT 15 à 20 cm, et plancher plutôt un peu plus. Retombée de poutre 30 à 35 cm.

Une question : quelle peut être la section d’un poteau en RdC, en trame 4 x 3 en fonction de ce qu'il porte ?

9 planchers de poids propre (CLT, poutres, sols, plafonds, isolation, divers) 250 daN/m²
8 exploitation 150 daN/m², avec coefficient dégressif 0.67 (8 niveaux)
1 climatique 50

Tout cela sur 12 m². On arrive à 37.25 tonne, que j’arrondis à 40 tonne, soit à l’ELU : 52 tonnes.
Avec du bois travaillant en compression à 10 MPa (flambement compris), , un poteau 25 x 25 suffirait allègrement, en première approximation.

Et pour ceux qui veulent développer, il y a aussi ça : 
https://cecobois.com/wp-content/uploads/2020/04/CECO-5214_Gu[...]re_Legere_Part2_WEB.pdf

Merci beaucoup pour votre retour, c'est beaucoup plus clair maintenant !

A cette occasion, j'ai regardé d'un peu plus près le document Cecobois.

Le projet décrit comporte les deux types de structure :

pour l'essentiel, une structure en murs plateforme pour les refends et façade. Avec des montants fortement multipliés (8 épaisseurs) à chaque extrémité de chaque panneau de refend de 8 m de long. Là, c'est pour permettre au mur de travailler en console en regard des charges horizontales qui sont manifestement le souci principal des concepteurs de l'exemple.


une structure en poteaux et poutres, là où il n'y a pas de refends (Axe 5 par exemple). Les poteaux ou "colonnes" sont cachés dans l'épaisseur des murs, les poutres n'encombrent pas plus en hauteur que les solives ou "poutrelles".

Dans tous les cas, c'est fait avec des planchers sur base panneaux OsB ; pas de CLT en vue.

Je vois aussi l'usage d'un matériau LSL pour faire des poutres, qui est un bois reconstitué à partir de copeaux de bois. Je ne sais pas si on a encore ça en France :

https://www.weyerhaeuser.com/woodproducts/engineered-lumber/[...]umber/timberstrand-lsl/

Ils sont en R + 6 avec ça, avec 360 kg de neige par m² sur le toit, en zone sismique, sur 57 m de long apparemment sans joint, dans un pays où le standard de confort doit être au moins le notre, en terme d'isolations au bruit, et au froid (l'hiver "pique" quand-même un peu à Quebec).  
En construction bois, il faut que les Canadiens assurent !

Je pensais qu'on ne dépasserait pas le R+4 en mus plate-forme, mais ça va donc ici au moins à R+6. On ne peut peut-être pas exclure R+8.

L'épaisseur de plancher dans l'exemple, puisque c'est ce qui vous préoccupe, est assez réaliste à 45 cm. Plafond 5 + structure 35 + chape et sol 5. 
Cependant, cela correspond à des portées des poutrelles de 6 m. Ce n'est donc pas une trame 3 x 4. Avec des portées plus courtes (par exemple 4 m), les poutrelles ou solives seront de moindre hauteur.

Pour intégrer l'isolement acoustique dans les planchers (et aussi les murs), il y a ce site très documenté sur le sujet. Voire par exemple page 32.

https://www.codifab.fr/uploads/media/61702ee345903/acoubois-[...]-exemples-solutions.pdf

Une trame 3 x 4, c'est quand-même serré. Comment distribuez-vous les pièces dans un tel cas ? Qu'est-ce qu'en pense Pengo archi ?

Tenez nous informés de l'évolution de la gestation de vote bébé.

Bonjour,

Je viens d'avoir une correction et mes professeurs m'ont fait quelques retours, j'ai mis ci joint une axonométrie de la structure que j'ai réalisé, avec la trame de 3x4. 
Les murs en vert sont en ossature bois et en bleu j'ai fais un noyau en béton. En noir j'avais précisé le sens des poutrelles en bois qui supportent un plancher collaborant mais apparemment je devrais les placer dans le même sens que mes murs en ossature, ils m'ont aussi demandé de supprimer le poteau qui se trouve là ou la trame s'arrête et de réfléchir à un plancher plein à la place.

Mes nouvelles questions sont donc les suivantes : 
-le noyau en béton est-il vraiment justifié? 
- les planchers peuvent il se prolonger pour les balcons ou faut-il que je crée un autre type de plancher plus résistant? 
- comment se passe l'isolation des planchers quand ils sont en porte à faux? 
- est-il possible d'utiliser des poteaux en bois pour porter les balcons même si le matériau résiste mal à la pluie? 

Je n'ai pas tout compris.

Plancher collaborant : quel système ? Celui en mixte bois-béton https://www.bois-beton.fr/ ?

Je n'ai pas compris "supprimer le poteau là où la trame s'arrête pour mettre un plancher plein à la place".

Le noyau béton n'est pas une obligation dans le cas général. Mais je trouve que vous n'avez pas mis beaucoup de refends pour contreventer; notamment dans le plan de la façade avec balcons. Et vous êtes en R + 8.
Du coup, le noyau béton pourrait ici être nécessaire, voire même il est un peu juste en dimension.

L'isolation des planchers en porte à faux se fait comme les autres : par dessus et (ou) par dessous.
Dans le cas des balcons, se pose la question du pont thermique à la jonction avec la façade. Si les balcons sont portés par des poteaux, il sera plus facile de les désolidariser des planchers intérieurs.

Les éléments exposés aux intempéries (donc vos poteaux de balcons) nécessitent un entretien régulier pour ne pas s'endommager.
Le béton est le plus pérenne.
Le bois et l'acier le sont moins, dans la mesure où leur faut davantage d'entretien pour rester en état. (à moins d'acier inox si on est riche).

A partir de là, toutes les conceptions sont possibles.
Dans le détail, essayer de protéger au mieux les sommets et pieds de poteaux.

Bonjour,
Oui pour le plancher c'est à ce système que je pensais!
Pour le poteau je parlais de celui ci :


Pour la hauteur, je ne suis qu'en R+4 et en terme de refends, j'ai oublié de les représenter mais j'en ai ici :

Bonjour,

un peu moins dispo ces derniers temps... merci pour l'axo, en fait sans rentrer dans le détail, il y a un point qui me chagrine : les espaces ne sont pas calqués sur la structure, c'est un peu dommage, car l'un doit s'associer à l'autre, or ici chacune des parties (structure / composition spatiale) se retrouvent bancales, en faisant chacune des concessions....
Problème qui serait considérablement réduit en changeant certains sens de portées par exemple. Ou en modifiant l'implantation et la configuration de bon nombre de volumes

Si vous enlevez ce poteau, vous allez avoir une répercution non négligeable sur les porteurs horizontaux. Ils auront davantage de vide à franchir, devront être plus fortement dimensionnés, plus épais, avec poutres ...

Ca reste faible en contreventement dans le sens longitudinal. Peut-être faut-il sacrifier un peu de surface de grande baie sur balcons ?

Pengo archi a écrit:

Bonjour,

un peu moins dispo ces derniers temps... merci pour l'axo, en fait sans rentrer dans le détail, il y a un point qui me chagrine : les espaces ne sont pas calqués sur la structure, c'est un peu dommage, car l'un doit s'associer à l'autre, or ici chacune des parties (structure / composition spatiale) se retrouvent bancales, en faisant chacune des concessions....
Problème qui serait considérablement réduit en changeant certains sens de portées par exemple. Ou en modifiant l'implantation et la configuration de bon nombre de volumes

Bonjour, qu'entendez vous par les espaces ne sont pas calqués sur la structure? Et de quel sens de portée parlez vous? 

Ilovir a écrit:

Si vous enlevez ce poteau, vous allez avoir une répercution non négligeable sur les porteurs horizontaux. Ils auront davantage de vide à franchir, devront être plus fortement dimensionnés, plus épais, avec poutres ...

Ca reste faible en contreventement dans le sens longitudinal. Peut-être faut-il sacrifier un peu de surface de grande baie sur balcons ?

D'accord je ne le supprime pas alors. Et il faut remplacer la baie par un mur plein?

Je dirais de plutôt faire des linteaux et trumeaux, comme sur les autres parties de la façade.