Cette fiche prend en compte la révision du NF DTU 31.1 de juin 2017. ©DR
Domaine d’application
Le NF DTU 31.1 "Charpente en bois" donne des spécifications de calculs, construction et mise en œuvre pour des travaux de :
- charpente en bois ;
- structure bois de type poteau poutre ;
- solivage ;
- pans de bois ;
- colombage ;
- beffroi ;
- platelage en bois au-delà de 1 m de hauteur au-dessus du sol ou de toute autre surface adjacente ;
- supports de lame de platelage lorsque des lames sont à moins de 1 m au-dessus du sol ou de toute autre surface sous-jacente et que la portée de ces supports est supérieure à 0,70 m sur 3 appuis ou 0,60 m sur 2 appuis ;
dont les supports admissibles sont :
- les dallages conformes au NF DTU 13.3 ;
- les ouvrages de maçonnerie conformes au NF DTU 20.1 ;
- les ouvrages de béton conformes au NF DTU 21 ;
- les ossatures bois conformes au NF DTU 31.2 ;
- les charpentes assemblées par connecteurs métalliques conformes au NF DTU 31.3 ;
- les ouvrages de charpente métalliques conformes au NF DTU 32.1 ;
- les ossatures métalliques conformes au NF DTU 32.3.
Le NF DTU 31.1 vise :
- les ouvrages constitués des éléments taillés sur le chantier et/ou en atelier et/ou par des centres d’usinage ;
- les travaux neufs et parties neuves de travaux de rénovation d’ouvrages à structure bois ou mixte bois/métal de bâtiment ;
- toutes les zones climatiques ou naturelles françaises dont les départements et régions d’Outre-Mer.
Le NF DTU 31.1 ne traite pas :
- des étaiements de soutien des terres dans le cas de réalisation de dénivellation ;
- des travaux d’ossature bois à voile travaillant ;
- des charpentes en bois assemblées par connecteur ;
- des planchers en bois ou en panneaux à base de bois ;
- des escaliers en bois (visés par le NF DTU 36.3).
La version en vigueur de ce NF DTU, à la publication de cette fiche, est celle de juin 2017.
Matériaux visés
Les exigences que doivent respecter les matériaux nécessaires à l’exécution des charpentes en bois (matériaux en bois et à base de bois, matériaux de fixation ou d’assemblage, etc.) sont précisées dans la partie 1-2 "Critères généraux de choix des matériaux" du NF DTU 31.1.
Mise en œuvre : l’essentiel
Principes de conception et de calcul
Les règles de calculs ou de justifications applicables aux travaux de charpente en bois sont celles de l’Eurocode 5, dans lesquelles sont définis, ou calculés, notamment les classes de services, les valeurs limites de la flèche des ouvrages ou des éléments d’ouvrages, les assemblages et le solivage.
Les dimensions pour les calculs sont celles rapportées à 12 % d’humidité quelle que soit la classe de service visée. Les sections commerciales des bois massifs étant données à 20 % d’humidité, une conversion doit donc être établie au préalable pour obtenir la section de calcul.
Selon les conditions d’exposition à l’humidité (traduites par la classe d’emploi), la durabilité des éléments d’ouvrages en bois doit être maîtrisée par l’utilisation d’essences de bois naturellement durables ou d’essences de bois à durabilité conférée. L’affectation de la classe d’emploi est dépendante de la zone géographique, de la massivité et de la conception de l’élément considéré. Ce dernier paramètre est introduit sous la forme de trois catégories de conception : drainante, moyenne ou piégeante.
Les règles d’affectation de principe, selon le type de conception, sont les suivantes :
| Type de conception | Drainante | Moyenne | Piégeante |
|---|---|---|---|
| Affectation de la face supérieure | |||
| Impact de l’écoulement longitudinal de l’eau sur la face supérieure | Angle de la pièce de bois entre 75° et 90° | Angle de la pièce de bois entre 15° et 75° | Angle de la pièce de bois entre 0° et 15° |
| Impact de l’écoulement latéral de l’eau sur la face supérieure | Face supérieure à pente minimale de 15° |
/ | Face supérieure à pente inférieure à 15° |
| Affectation de la face latérale | |||
| Impact de l’écoulement vertical de l’eau sur la face latérale | Angle de la pièce de bois entre 75° et 90° et entre 0° à 75° inclus si la face latérale a une retombée inférieure à 23 cm | Angle de la pièce de bois entre 0° à 75° inclus si la face latérale a une retombée supérieure à 23 cm | / |
| Affectation pour les points singuliers exposés | |||
| Extrémités exposées des éléments en bois | Cas où l’angle des extrémités basses avec l’horizontale est inférieur ou égal à 15° (si la conception de l’assemblage le permet) | / | Cas général |
| Extrémités basses exposées | - Aucun élément tiers ne vient générer de rétention d’eau localisée - Position altimétrique du bois de bout à plus de + 15 cm par rapport à la surface courante du sol naturel avoisinant et au minimum à + 10 cm par rapport au nu supérieur d’un éventuel plot béton fini émergeant | / | Tous les autres cas non visés par la conception drainante |
| Assemblages exposés | Assemblages avec désolidarisation des éléments | Assemblages avec contacts surfaciques | Assemblages comportant des encastrements de parties bois ou d’autres formes de piégeages d’eau localisée |
Le contreventement de la charpente doit être conçu selon les recommandations de l’Eurocode 5. Il peut être assuré par :
- barres ou poutres de contreventement incorporées dans l’ossature. Dans ce cas, sauf justification particulière, la distance entre deux entraxes de poutres au vent ne doit pas dépasser respectivement 60 mètres (et 8 travées) et 40 mètres selon qu’il s’agisse d’un contreventement transversal ou longitudinal ;
- panneaux s’il s’agit de :
- panneaux de contreplaqué d’au moins 10 mm d’épaisseur ;
- panneaux d’OSB/3 ou d’OSB 4 d’au moins 16 mm d’épaisseur ;
- panneaux de particules P5 ou P7 d’au moins 16 mm d’épaisseur ;
- panneaux lamibois à usage structural avec au moins 2 plis croisés et une épaisseur minimale de 15 mm ;
- platelage en bois massif rainé bouveté d’une épaisseur minimale de 15 mm.
Le contreventement par panneaux doit respecter des conditions de mise en œuvre particulières.
Dossier d’exécution
Il doit comporter notamment :
- les hypothèses de chargements et de stabilité de la charpente ;
- la nature et le classement mécanique des éléments de structure employés ;
- le détail de positionnement et les caractéristiques des ancrages, des assemblages, des organes d'assemblages ;
- si l'étude en a montré la nécessité, les points d’appui pour le stockage et le transport et les points de prise pour la manutention et le levage ;
- si nécessaire, les précisions relatives à la nature, aux modes de fixation et à la programmation de la mise en place des contreventements provisoires et du retrait de ces derniers.
Préparation des bois et exécution des éléments d’ouvrage
Avant toute mise en œuvre, les approvisionnements doivent être réceptionnés en s’assurant de leur conformité au regard notamment de l’essence de bois, de la durabilité, des défauts géométriques, etc.
Selon le type de bois et la destination de la pièce de bois, des tolérances particulières doivent être respectées.
Les humidités d’usinage, de stockage et de mise en œuvre doivent être aussi voisines que possible de l’équilibre hygroscopique que les bois mis en place atteindront dans la construction en exploitation. Selon la classe de service de destination, des tolérances sont admises sur l’humidité des éléments fabriqués.
Les assemblages admis sont nombreux :
- à entailles, grâce à des chevilles coniques en bois dur et sec, de longueur supérieure de 3 à 5 cm de part et d’autres des pièces ;
- par organes mécaniques ;
- par pointes, dont les espacements et les distances minimales sont fournies dans l’Eurocode 5 ;
- par boulons ;
- par broches enfoncées à force dans des avant-trous dont le diamètre est celui de la broche diminué de 0,5 mm ;
- etc.
Certains assemblages peuvent nécessiter des organes complémentaires.
Pose des ouvrages
Les éléments d’ouvrages ne doivent pas subir de sollicitations non prévues lors de leur transport.
Les éléments stockés doivent reposer sur des supports les isolant du sol. Les éventuelles protections contre les intempéries doivent permettre une libre circulation de l’air.
Les cales d’appui, en matériau durable, sont conçues et mises en œuvre de manière à ce qu’un garnissage puisse être envisagé et doivent être laissées en place après fixation définitive.
Une fois les ouvrages levés, les dispositifs de stabilité et/ou de contreventement provisoires nécessaires doivent être maintenus en place jusqu’à ce que les conditions suivantes soient respectées :
- pose de tous les contreventements définitifs ;
- exécution des scellements des palées de stabilité ;
- atteinte de la résistance finale pour les mortiers de scellement.
Tolérances
Les tolérances que doivent respecter les ouvrages en bois sont :
- Cotes d’implantation et grandes dimensions de l’ouvrage : ± 0,1 % par rapport aux dimensions indiquées sur les plans d’exécution, sans dépasser ± 30 mm ;
- Cotes d’altimétrie au niveau des appuis : ± 10 mm par rapport à celles indiquées sur les plans d’exécution ;
- Aplomb : ± 2,5 mm/m, sans excéder ± 25 mm.
N.B. : Cette fiche rapporte l’essentiel du NF DTU 31.1. Elle ne se substitue en aucun cas à ce document normatif. Pour tout complément souhaité sur ce type de mise en œuvre, consultez le DTU disponible auprès de l’AFNOR ou du CSTB.
Source : batirama.com