MSc SIIRI 1.2 Optimisation mécanique des structures bois/béton pour la construction de grande hauteur
Problématique
Les structures en bois présentent de grands avantages tels l’empreinte écologique, leur résistance accrue au feu ainsi que leur côté architectural. Ajouter une dalle de béton collaborante dans la conception permet d’augmenter la rigidité du plancher et de réduire l’épaisseur totale du plancher de façon significative. L’ajout d’isolant acoustique à l’intérieur de la structure entre la couche de béton et de bois n’a été que très peu étudié jusqu’à présent. Cette alternative permettrait d’augmenter le confort des occupants tout en n’affectant pas le côté architectural tant prisé des constructions en bois. Le comportement de la connexion entre les deux matériaux doit donc être analysé avec la présence d’une couche isolante afin de prédire le comportement en flexion d’une dalle bicouche collaborante. Des tests en flexion à grande échelle seront alors réalisés selon les solutions optimisées.
L’objectif de la recherche
- Tester divers connecteurs en cisaillement avec la présence d’un isolant acoustique entre la dalle de bois et la dalle de béton afin de prédire le comportement des connecteurs dans un plancher en flexion
- Déterminer dans quelle situation le BFUP (Bétons Fibrés à Ultra-hautes Performances) est nécessaire ou avantageux par rapport au béton conventionnel
- Développer une approche probabiliste pour les structures Bois/Béton
- Proposer une méthode de conception simplifiée
Méthodologie
Un survol de la littérature afin de tester seulement les connecteurs qui sont présentement les plus efficaces et les plus utilisés. Les connecteurs devront ensuite être testés en cisaillement avec différentes épaisseurs de couche isolante. La conception de dalles composites optimisée devra être effectuée afin de vérifier leur comportement en laboratoire. Ces essais permettront de valider les modèles numériques dans une dalle composite testée en flexion à partir des expérimentations sur les connecteurs en cisaillement.
Applications potentielles et retombées industrielles
L’utilisation du bois pourrait être facilitée par ce nouveau type de structure qui permet de grandes déformations apparentes avant l’effondrement et ainsi une bonne redistribution des charges. Le comportement mécanique d’une dalle composite est de loin supérieur à un plancher complètement en bois. Les contraintes acoustique et vibratoire sont améliorées par la masse de béton ainsi que par la couche d’isolant acoustique camouflée entre la dalle de bois et la dalle de béton. Le tout permettant un meilleur confort aux usagers de la structure.
serge.lamothe.2@ulaval.ca
