FR2905962A1

FR2905962A1 - Wall constructing method for residence i.e. chalet, involves proceeding to modeling of wall during wall`s construction, and performing corrective actions for continuing with construction of wall if resulting deformation is acceptable

Info

Publication number: FR2905962A1
Application number: FR0608061A
Authority: FR
Inventors: James Poirot
Original assignee: CHALETS ET MAISONS BOIS POIROT
Current assignee: CHALETS ET MAISONS BOIS POIROT
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-03-21
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: FR2905962B1

Abstract

The method involves starting construction of a wall and proceeding to modeling of the wall, during construction of the wall, by taking into account positioning of elements that are stacked two by two in a space or of homogenous groups of balks. A resulting deformation is evaluated, during the construction. Corrective actions are performed for continuing with the construction of the wall, if the deformation is acceptable. The construction of the wall is continued, if the deformation is non-acceptable. The deformation and a maximum admissible deformation are compared.

Description

L'invention concerne procédé pour la construction d'un mur en madriersThe invention relates to a method for constructing a wall made of planks

empilés. Le domaine de l'invention est plus particulièrement celui des constructions en bois pour des habitations, plus précisément des chalets dont la structure porteuse est en bois, le toit étant porté par des madriers horizontaux ou verticaux. Les murs des chalets sont traditionnellement réalisés par superposition de poutres en bois présentant une section ronde, rectangulaire ou carrée selon leur direction longitudinale. stacked. The field of the invention is more particularly that of wooden constructions for dwellings, more specifically chalets whose supporting structure is made of wood, the roof being supported by horizontal or vertical planks. The walls of the chalets are traditionally made by superposition of wooden beams having a round, rectangular or square section in their longitudinal direction.

Les madriers empilés dont il est question dans l'invention peuvent être de différentes formes et notamment celles citées dans le brevet FR 2 790 021 de la demanderesse. Ce document décrit différentes catégories de poutres comportant des réservations verticales destinées à recevoir des éléments d'isolation. The stacked planks that are the subject of the invention may be of different forms and in particular those cited in FR 2,790,021 of the applicant. This document describes various categories of beams having vertical reservations for receiving insulation elements.

Le mur, après empilement des madriers, sert de support pour un étage ou pour la charpente. Les forces appliquées au sommet du mur, par le simple poids de l'étage supérieur, celui de la charpente, peuvent être très élevées et conduire à des déformations dans la verticalité du mur. Ces déformations sont bien évidemment préjudiciables à la tenue de la construction dans le temps et peuvent même, dans les cas extrêmes, entraîner des ruptures du mur. En effet le mur de madriers empilés peut se déformer par exemple en raison de défauts d'alignement vertical des poutres, en raison de la déformation ou du vrillage d'un ou plusieurs madriers, ou encore en raison d'appuis dissymétriques d'une ou plusieurs poutres. La déformation du mur pris dans son ensemble, malgré le fait que ledit mur comporte un nombre conséquent d'éléments, s'apparente à une déformation de flambage. Les déformations unitaires d'empilement se combinent pour aboutir à un 30 ensemble érigé instable sous l'action de la force appliquée au sommet du mur. Le flambement du mur, lorsque la construction est terminée, est un défaut très gênant pouvant nécessiter la reprise de la construction, il est donc important de prévoir l'évolution d'un empilement de madriers du point de vue 35 de ce défaut et réaliser aussi tôt que possible dans la construction les actions correctives pour atteindre la stabilité de la construction avec une déformation aussi minime que cela peut être réalisable. The wall, after stacking the planks, serves as support for a floor or for the frame. The forces applied to the top of the wall, by the simple weight of the upper floor, that of the frame, can be very high and lead to deformations in the verticality of the wall. These deformations are obviously detrimental to the holding of the construction in time and can even, in extreme cases, lead to breaks in the wall. Indeed the wall of stacked planks can deform for example due to vertical misalignment of the beams, due to the deformation or twisting of one or more planks, or because of asymmetrical support of one or several beams. The deformation of the wall taken as a whole, despite the fact that said wall has a number of elements, is similar to a buckling deformation. The stacking unit deformations combine to result in an erected assembly unstable under the action of the force applied to the top of the wall. The buckling of the wall, when the construction is completed, is a very troublesome defect that may require the resumption of construction, it is therefore important to predict the evolution of a stack of planks from the point of view of this defect and also to realize as soon as possible in the construction the corrective actions to achieve the stability of the construction with a deformation as minimal as it can be feasible.

2905962 2 Cette prévision n'est actuellement pas possible et il n'existe pas à ce jour de méthode permettant d'estimer la capacité d'un mur de madriers à ne pas se déformer plus qu'une valeur admissible fixée au préalable. En conséquence les méthodes de construction sont très empiriques et conduisent à des 5 résultats aléatoires du point de vue de la verticalité des murs lorsque le chalet est fini. L'invention a donc pour objectif de résoudre ces principales difficultés en proposant une méthode de détermination par le calcul de la résistance d'un mur de madriers empilés avant que la construction soit terminée.2905962 2 This forecast is not currently possible and there is currently no method to estimate the capacity of a wall of planks not to deform more than a pre-determined admissible value. As a result, the construction methods are very empirical and lead to random results in terms of the verticality of the walls when the chalet is finished. The invention therefore aims to solve these major difficulties by proposing a method of determination by calculating the strength of a wall of stacked planks before the construction is completed.

10 L'invention concerne un procédé pour la construction d'un mur, du type formé par un empilement de madriers horizontaux disposés les uns sur les autres, caractérisé en ce que : on commence la construction du mur en cours de construction on procède à au moins une étape de 15 modélisation du mur et au moins une étape d'évaluation de la déformation résultante si la déformation est acceptable, on procède à des actions correctives sur la poursuite de la construction du mur, dans le cas contraire on continue la construction du mur sans modification .The invention relates to a method for the construction of a wall, of the type formed by a stack of horizontal planks arranged one on top of the other, characterized in that: the construction of the wall being constructed is begun; least one wall modeling step and at least one step of evaluation of the resulting deformation if the deformation is acceptable, corrective actions are taken on the continuation of the construction of the wall, otherwise the construction of the wall is continued. wall without modification.

20 La modélisation du mur est une méthode de détermination de la déformation d'un mur sous l'action d'une force appliquée en son sommet, ledit mur comportant des madriers horizontaux empilés les uns au dessus des autres, Le procédé de construction selon l'invention et la méthode de détermination de la déformation d'un mur de madriers selon l'invention présentent de 25 nombreux avantages : Il est possible de prédire la déformation maximum résultante en fonction de la charge appliquée au sommet d'un mur selon la configuration constatée du mur. La déformation résultante peut être simulée en prenant en compte des éléments correcteurs traditionnellement installés dans le mur pour le stabiliser, ce qui est déterminant pour l'anticipation de l'effet correcteur avant l'assemblage complet de la construction. - La modélisation économise du temps et permet une meilleure estimation de tous les paramètres pouvant intervenir sur la déformation du mur.Wall modeling is a method of determining the deformation of a wall under the action of a force applied at its top, said wall having horizontal planks stacked one above the other, the construction method according to the invention. The invention and the method for determining the deformation of a wall of planks according to the invention have many advantages: It is possible to predict the resulting maximum deformation as a function of the load applied to the top of a wall according to the configuration. seen from the wall. The resulting deformation can be simulated by taking into account corrective elements traditionally installed in the wall to stabilize it, which is decisive for the anticipation of the corrective effect before the complete assembly of the construction. - The modeling saves time and allows a better estimate of all the parameters that can intervene on the deformation of the wall.

2905962 3 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une représentation schématique de la méthode de 5 détermination de la capacité d'un mur de madriers à se déformer plus ou moins qu'une valeur préalablement fixée. La figure 2 est une illustration des forces qui s'appliquent sur un empilement en équilibre de deux madriers. La figure 3 illustre les positions de stabilité ou d'instabilité de deux madriers 10 empilés de différentes sections. La figure 4 montre un mur constitué d'un ensemble de madriers présentant une déformation. La figure 5 montre le mur de la figure 4 selon une variante de modélisation simplifiée.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings which are given by way of non-limiting examples. Figure 1 is a schematic representation of the method of determining the capacity of a wall of planks to deform more or less than a previously fixed value. Figure 2 is an illustration of the forces that apply on an equilibrium stack of two planks. Figure 3 illustrates the positions of stability or instability of two stacked planks 10 of different sections. Figure 4 shows a wall consisting of a set of planks with deformation. FIG. 5 shows the wall of FIG. 4 according to a simplified modeling variant.

15 La figure 6 illustre une représentation des forces sur chaque madrier unitaire constitutif du mur pour maintenir l'équilibre. La figure 7 représente une modélisation plus proche de la réalité des efforts appliqués sur des madriers constituant un mur pour maintenir l'équilibre. On décrit ciaprès la méthode de modélisation qui constitue au moins une 20 étape du procédé de construction du mur selon l'invention. Selon la méthode présentée il est admis que la déformation du mur n'est pas le fait de tensions internes aux madriers mais un déplacement dans l'espace de chaque madrier par rapport à ses voisins. Par madrier, au sens de l'invention, il doit être compris tout élément 25 globalement tubulaire de longueur et de forme variable pouvant être empilé horizontalement. Le déplacement des madriers est en partie retenu par la fixation du mur sur sa périphérie, par l'ajout de raidisseurs dans les ouvertures et l'emploi de chevilles bois entre les madriers, toutefois il convient de déterminer en quels 30 points placer les éléments de consolidation et comment modifier la structure empilée pour atteindre la stabilité recherchée, ce que se propose de réaliser l'invention.Figure 6 illustrates a representation of the forces on each constituent unit wall of the wall to maintain the equilibrium. Figure 7 represents a model closer to the reality of the forces applied on planks constituting a wall to maintain the balance. The following is a description of the modeling method which constitutes at least one step of the method of construction of the wall according to the invention. According to the method presented, it is admitted that the deformation of the wall is not the result of internal tensions in the planks but a displacement in the space of each plank relative to its neighbors. For the purposes of the invention, the term "plank" includes any generally tubular element of variable length and shape that can be stacked horizontally. The displacement of the planks is partly retained by the fixing of the wall on its periphery, by the addition of stiffeners in the openings and the use of wooden pegs between the planks, however it is necessary to determine in which points the elements of the planks are placed. consolidation and how to modify the stacked structure to achieve the desired stability, which proposes to achieve the invention.

2905962 4 La figure 1 illustre de manière schématique les différentes étapes de la méthode de détermination de la déformation d'un mur de madriers empilés les uns sur les autres. Pus précisément la méthode comporte une étape initiale de définition des 5 charges appliquées sur le mur, tette charge étant linéaire et verticale, appliquée au sommet du mur sur la longueur du madrier supérieur. Cette charge linéaire verticale est référencée F dans les figures 2 à 7. La charge F correspond au poids de la charpente, ou des étages supérieurs de la construction, ou des charges d'utilisation, sur le mur considéré.Figure 1 schematically illustrates the different steps of the method of determining the deformation of a wall of planks stacked on top of each other. More precisely, the method comprises an initial step of defining the charges applied to the wall, this load being linear and vertical, applied to the top of the wall along the length of the upper plank. This vertical linear load is referenced F in Figures 2 to 7. The load F corresponds to the weight of the frame, or the upper floors of the construction, or loads of use, on the wall considered.

10 La figure 2 représente la charge F sur un mur simplifié comportant deux madriers assemblés de manière exactement verticale. La charge F peut induire dans certaines circonstances un mouvement relatif des madriers et la nécessité d'appliquer un effort R pour maintenir le mur en place. C'est cet effort R que le constructeur doit s'employer à minimiser pour réaliser une 15 construction stable. Si les madriers ne sont pas agencés exactement dans la verticale ou si la force F est trop élevée il peut se produire un déplacement des madriers les uns par rapport aux autres. Ce déplacement par rapport à la verticale référencé D sur la figure 3 a une incidence déterminante sur la stabilité du 20 mur, et cela notamment en fonction de l'épaisseur du mur. Si le mur est fin un faible déplacement D conduira à une instabilité du mur, cela est représenté sur la figure 3b, alors que si le mur est épais, comme cela est illustré sur la figure 3c, la stabilité de l'ensemble pourra être maintenue. Ainsi la modélisation de la déformation du mur prend en compte l'épaisseur 25 du mur pour l'évaluation de la stabilité et un calcul doit être réalisé pour déterminer la déformation maximale admissible. Plus précisément le mur est jugé stable si le déplacement D est inférieur à la demi épaisseur d'un madrier. Ainsi plus les madriers sont épais plus le mur est stable.Figure 2 shows the load F on a simplified wall with two planks assembled exactly vertically. The load F can induce in certain circumstances a relative movement of the planks and the need to apply a force R to maintain the wall in place. It is this effort R that the manufacturer must strive to minimize in order to achieve a stable construction. If the planks are not arranged exactly vertically or if the force F is too high, the planks may move relative to one another. This displacement relative to the vertical referenced D in FIG. 3 has a decisive influence on the stability of the wall, and this in particular as a function of the thickness of the wall. If the wall is thin a slight displacement D will lead to instability of the wall, this is shown in Figure 3b, while if the wall is thick, as shown in Figure 3c, the stability of the whole can be maintained . Thus the modeling of the deformation of the wall takes into account the thickness of the wall for the evaluation of the stability and a calculation must be made to determine the maximum admissible deformation. More precisely, the wall is considered stable if the displacement D is less than half the thickness of a plank. So the thicker the planks, the more stable the wall.

30 La méthode de détermination de la déformation d'un mur comportant des madriers empilés est représentée sur la figure 1, ladite méthode comporte une étape préalable définissant les éléments de base utiles pour la modélisation et notamment le calcul des charges appliquées, de la déformation maximale et de l'effort pour que le mur reste en place.The method for determining the deformation of a wall comprising stacked planks is shown in FIG. 1, said method comprises a preliminary step defining the basic elements that are useful for the modeling and in particular the calculation of the applied loads, the maximum deformation and the effort to keep the wall in place.

35 A la suite de cette étape préalable une étape de modélisation du mur faisant intervenir des paramètres mesurés sur le mur lui-même permet d'évaluer la 2905962 5 déformation prévisible sous l'action de l'effort R issu du calcul de statique pour maintenir l'équilibre du mur. Une étape de comparaison est alors opérée pour déterminer si la déformation calculée est supérieure ou inférieure à la déformation maximale 5 admise imposée au début de la méthode et qui a permis de calculer les efforts R appliqués aux madriers. Si la déformation calculée est inférieure à la déformation admissible la méthode prend fin, et la construction du mur se poursuit sans changement, dans le cas contraire la modélisation est reprise en modifiant les paramètres 10 essentiels du mur, notamment en prévoyant un nouveau dimensionnement du mur ou en ajoutant des éléments additionnels tels que des raidisseurs, et on procède à des actions correctives sur la construction du mur, ces actions correctives consistant à appliquer le nouveau dimensionnement du mur et/ou à ajouter les éléments additionnels prévus dans la modélisation.Following this preliminary step, a step of modeling the wall involving parameters measured on the wall itself makes it possible to evaluate the predictable deformation under the action of the force R resulting from the computation of static to maintain the balance of the wall. A comparison step is then performed to determine whether the computed deformation is greater or less than the maximum admissible deformation imposed at the beginning of the method and which made it possible to calculate the forces R applied to the planks. If the calculated deformation is less than the admissible deformation the method ends, and the construction of the wall continues without change, otherwise the modeling is resumed by modifying the essential parameters of the wall, notably by providing for a new dimensioning of the wall. or by adding additional elements such as stiffeners, and corrective actions are taken on the construction of the wall, these corrective actions consisting of applying the new dimensioning of the wall and / or adding the additional elements provided in the modeling.

15 La modélisation du mur est effectuée sur plusieurs cycles jusqu'à atteindre des conditions d'une déformation acceptable. La modélisation de la déformation d'un mur tel que celui représenté sur la figure 4 peut être envisagée selon différentes variantes de calcul prenant en compte des simplifications ou non.The wall is modeled over several cycles until conditions of acceptable deformation are reached. The modeling of the deformation of a wall such as that shown in Figure 4 may be considered according to different calculation variants taking into account simplifications or not.

20 Par exemple la modélisation du mur peut faire intervenir le positionnement des éléments empilés deux par deux dans l'espace ou des groupes homogènes de madriers. Par groupes homogènes il peut être considéré par exemple de fractionner le mur en deux parties égales, à mi-hauteur, et considérer les deux portions comme deux ensembles solidaires.For example, the modeling of the wall may involve the positioning of the elements stacked two by two in space or homogeneous groups of planks. By homogeneous groups it can be considered for example to split the wall into two equal parts, halfway up, and consider the two portions as two integral sets.

25 Le calcul est alors ramené à une situation représentée dans la figure 5 similaire à celle de deux madriers représentés en figure 2 ou 3. Cette simplification est assez proche de la réalité dans la mesure où la déformation des murs est le plus souvent symétrique et cintrée, et donc avec une flèche maximale à mi-hauteur du mur.The calculation is then reduced to a situation shown in FIG. 5 similar to that of two planks shown in FIG. 2 or 3. This simplification is fairly close to reality in that the deformation of the walls is most often symmetrical and curved. , and therefore with a maximum arrow at half height of the wall.

30 Il peut aussi être pris en compte l'ensemble des positionnements individuels des madriers dans l'espace, cela est représenté sur la figure 6 avec un ensemble d'efforts unitaires Rs pour maintenir le mur en place. Il peut aussi être envisagé une modélisation plus proche de la réalité, en considérant comme cela est illustré sur la figure 7 que les madriers ne se 35 déplacent pas tous de la même manière et que donc l'effort résultant sur chaque madrier individuel, référencé R1, R2,...Rn sur la figure 7, doit être modulé en fonction de sa position dans le mur.It can also be taken into account all the individual positions of the planks in the space, this is represented in FIG. 6 with a set of Rs unit forces to hold the wall in place. It can also be considered modeling closer to reality, considering as illustrated in Figure 7 that the planks do not all move in the same way and therefore the resulting effort on each individual plank, referenced R1 , R2, ... Rn in Figure 7, should be modulated according to its position in the wall.

2905962 6 En effet, le madrier au contact du sol et le madrier supérieur ne s'écartent pratiquement pas de leur position d'équilibre et donc l'effort pour les ramener à la verticale est quasi-nul. Par contre les madriers à la moitié de la hauteur subiront plus de charge, la charge maximale se situant usuellement 5 exactement à mi-hauteur du mur. La modélisation du mur prend avantageusement en compte les liaisons entre les madriers, les appuis desdits madriers et les raidisseurs installés. Avantageusement selon l'invention la méthode de détermination de la déformation du mur fait intervenir une étape de modification de la simulation 10 mettant en oeuvre des éléments additionnels tels que par exemple des raidisseurs du mur et/ou la modification des fixations de manière à minimiser la déformation résultante du mur dans son ensemble et prévoir l'incidence de corrections sur l'assemblage du mur. De manière à ne pas prendre de risque sur la déformation finale, et donc sur 15 la stabilité finale de la construction, la méthode de détermination de la déformation du mur prend en compte un coefficient de sécurité pour la déformation résultante. Ce coefficient peut notamment s'appliquer lors du calcul de la déformation maximale admissible. La modélisation peut faire intervenir en outre des charges de vents ou 20 d'autres éléments complémentaires employés dans les représentations des constructions. La méthode de détermination de la déformation d'un mur de madriers selon l'invention peut présenter plusieurs variantes sans sortir du cadre de l'invention, il est notamment possible d'employer cette méthode pour des 25 ensembles empilés qui ne sont pas des madriers en bois mais par exemple des poutres métalliques, en béton, en plastique ou en autres matériaux. Les madriers peuvent bien évidemment être de différentes dimensions et le mur de hauteur variable sans sortir du cadre de l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et 30 représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.2905962 6 In fact, the plank in contact with the ground and the upper plank do not deviate substantially from their equilibrium position and therefore the effort to bring them back to the vertical is almost zero. On the other hand, the half-height planks will have more load, the maximum load being usually exactly halfway up the wall. The modeling of the wall advantageously takes into account the connections between the planks, the supports of said planks and the stiffeners installed. Advantageously according to the invention, the method for determining the deformation of the wall involves a step of modifying the simulation 10 using additional elements such as, for example, stiffeners of the wall and / or the modification of the fasteners so as to minimize the resultant deformation of the wall as a whole and predict the impact of corrections on the wall assembly. In order not to take any risk on the final deformation, and therefore on the final stability of the construction, the method of determining the deformation of the wall takes into account a safety factor for the resulting deformation. This coefficient may especially apply when calculating the maximum admissible deformation. The modeling may further involve wind loads or other complementary elements employed in the constructions' representations. The method for determining the deformation of a wall of planks according to the invention may have several variants without departing from the scope of the invention, it is possible in particular to use this method for stacked assemblies which are not planks. wooden but for example metal beams, concrete, plastic or other materials. The planks can obviously be of different dimensions and the wall of variable height without departing from the scope of the invention. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown by way of example, but it also includes all technical equivalents as well as combinations thereof.

Claims

1- Method for the construction of a wall, of the type formed by a stack of horizontal planks arranged one on top of the other, 5 characterized in that: one begins the construction of the wall under construction it proceeds at least one step the modeling of the wall and at least one step of evaluation of the resulting deformation 10 if the deformation is acceptable, corrective actions are taken on the continuation of the construction of the wall, in the opposite case the construction of the wall without modification is continued .

The method for constructing a wall, according to claim 1, wherein the thickness of the stacked planks is taken into account to determine the stability or instability of the wall.

3- A method for constructing a wall, according to claim 1 wherein the modeling of the wall takes into account the positioning of the elements stacked two by two in space or homogeneous groups of planks. 20

4. Process for the construction of a wall, according to claim 1 wherein the modeling takes into account all the individual positions of the planks in space.

5. A method for constructing a wall, according to claim 1 wherein the modeling takes into account the connections between the planks. 25

6. A method for constructing a wall, according to claim 1 wherein the modeling takes into account the supports of the beams and the stiffeners installed in the wall.

The method for constructing a wall according to claim 1 comprising a step of comparing the calculated resultant deformation with a maximum allowable deformation.

8- A method for constructing a wall, according to claim 1 involving a step of modifying the modeling using additional elements such as for example wall stiffeners and / or the modification of the fasteners so as to modify the resulting deformation 2905962 8 of the wall as a whole and predict the incidence of corrections on the assembly of the wall.

9- A method for constructing a wall, according to claim 1 wherein the modeling comprises a simplification step of breaking the wall into two symmetrical and equal sets on the height of the wall.

10- A method for constructing a wall, according to any preceding claim wherein the modeling involves a safety factor for the resulting deformation.