Guide pour calculer la résistance au flambage d'un poteau en bois
Le flambage est un phénomène physique qui se produit lorsqu'une pièce de bois comprimée dépasse une certaine longueur critique. Cette longueur critique est appelée la longueur de flambage. Lorsque la pièce dépasse cette longueur, elle perd sa capacité à supporter la charge de compression et fléchit sous l'effet de la force de flexion. Pour éviter le flambage d'un poteau en bois, il est important de calculer sa résistance au flambage. Dans cet article, nous allons vous guider à travers les différentes étapes pour calculer la résistance au flambage d'un poteau en bois.
Etape 1 : Calcul de la longueur critique
La première étape pour calculer la résistance au flambage d'un poteau en bois consiste à déterminer la longueur critique de la pièce. Cette longueur critique est calculée en utilisant la formule d'Euler :
Lc = (K π² E I) / (Pc l)²
Où : Lc = Longueur critique K = Coefficient de flambage E = Module d'élasticité du bois I = Moment d'inertie de la section transversale Pc = Charge critique de flambage l = Longueur du poteau
Le coefficient de flambage dépend du matériau utilisé pour le poteau. Pour le bois, le coefficient de flambage est généralement compris entre 1,8 et 2,5. Pour calculer la longueur critique, il est donc important de connaître le module d'élasticité du bois et le moment d'inertie de la section transversale du poteau.
Etape 2 : Calcul de la charge critique
La deuxième étape consiste à calculer la charge critique de flambage. Cette charge critique est la charge maximale que le poteau peut supporter avant de flamber. La formule pour calculer la charge critique de flambage est la suivante :
Pc = (π² E I) / Lc²
Où : Pc = Charge critique de flambage E = Module d'élasticité du bois I = Moment d'inertie de la section transversale Lc = Longueur critique
Etape 3 : Calcul de la charge admissible
Une fois que la charge critique de flambage a été déterminée, il est possible de calculer la charge admissible que le poteau peut supporter sans flamber. La charge admissible est calculée en utilisant la formule suivante :
Pa = Fc * Ac
Où : Pa = Charge admissible Fc = Contrainte de compression parallèle aux fibres Ac = Surface de la section transversale
La contrainte de compression parallèle aux fibres dépend de la qualité du bois utilisé. Les tables de coefficients pour le bois permettent de déterminer la contrainte de compression parallèle aux fibres.
Il est important de noter que la charge admissible doit toujours être inférieure à la charge critique de flambage du poteau.
Etape 4 : Vérification de la résistance du poteau
Une fois que la charge admissible a été déterminée, il est important de vérifier la résistance du poteau en utilisant les différentes normes et règlementations locales en vigueur. En Europe, la norme EN 1995-1-1 est utilisée pour le dimensionnement des structures en bois. Cette norme énonce les exigences de sécurité à respecter pour les structures en bois.
Il est également important de considérer la nature et l'environnement dans lequel le poteau sera utilisé. Les conditions météorologiques, l'exposition aux intempéries, la fréquence de la charge, etc. peuvent avoir une incidence sur la résistance du poteau.
Enfin, il est important de considérer les effets combinés de la charge de compression et de la charge de flexion sur le poteau. La prise en compte de ces effets peut influencer la résistance du poteau.
Conclusion
Le calcul de la résistance au flambage d'un poteau en bois est un processus important pour s'assurer de la sécurité et de la durabilité d'une structure en bois. Les différentes étapes de ce processus incluent le calcul de la longueur critique, de la charge critique, de la charge admissible, la vérification de la résistance de la structure selon les normes locales et la prise en compte des conditions d'utilisation. Avec ces étapes clairement définies, il est possible de dimensionner des poteaux en bois efficaces et sûrs pour une grande variété d'applications de construction.
Sources:
- Calcul du flambement des pièces de bois (CB71 / Eurocodes) : www.geniecvl.com/calcul-du-...
- Comment dimensionner une colonne pour éviter le flambement? : www.notionsstructures.be/le...
- Forum Bois.com : calcul charge admissible d'un poteau : www.bois.com/forum/5169-cal...
- Cours RDM : Flambement des poutres comprimées - Technologue pro : www.technologuepro.com/resi...
- VOLUME 2 - 4. POUTRES DROITES ET POTEAUX - Glulam handbook : handbook.glulam.org/volume-...
- L'élancement - Les guides de la Construction Bois : constructionbois.bilp.fr/gu...
- Exemple de calcul d'un poteau au flambement : campus.mines-douai.fr/plugi...
- Un guide sur le flambement des colonnes | Ingénierie SkyCiv : skyciv.com/fr/docs/tutorial...
Le flambage du bois est un concept très utile pour les charpentiers et les arpenteurs. Il est principalement utilisé pour déterminer la résistance des poteaux en bois et leurs limites de flexion pour un usage donné. Les matériaux les plus couramment utilisés pour le flambage des poteaux en bois sont le pin, le chêne, le hêtre, le sapin et le noyer.
Le processus de calcul pour le flambage des poteaux en bois consiste à calculer le moment de flexion, le moment statique et le moment d'inertie. Pour cela, nous devons connaître certaines variables telles que l'espacement entre les points de support, la hauteur et le diamètre du poteau, le poids du poteau et le type de bois utilisé pour le poteau. Une fois ces informations recueillies, nous pouvons calculer le moment de flexion, le moment statique et le moment d'inertie pour le poteau en bois.
Les résultats de ces calculs détermineront si le poteau est soumis à un flambage ou non. S'il est soumis à un flambage, nous devrons réduire la taille du poteau ou prendre d'autres mesures pour réduire le flambage du bois.
J'ai personnellement utilisé le calcul du flambage du bois pour construire une terrasse. Une fois que j'ai calculé les moments de flexion, de statique et d'inertie des poteaux de mon projet de terrasse, j'ai constaté que le flambage était très faible et que la structure pouvait résister aux charges externes.