Fluage

Bases

Le fluage décrit l’augmentation de la déformation sous charge constante au fil du temps. Cette part de déformation supplémentaire doit être prise en compte dans les vérifications de déformation.

Les déformations de fluage s’établissent sur une période d’environ 30 ans. Les coefficients de fluage prescrits par la SIA 265 décrivent l’augmentation relative de la déformation sous une charge constamment présente pendant cette période.

Plus l’humidité du bois sous sollicitation en flexion est élevée, plus les déformations de fluage sont grandes :

• Elles sont les plus faibles lorsque du bois sec est mis en œuvre à l’intérieur – l’humidité du bois reste constamment basse et la variation d’humidité sous charge est minimale.
• À l’extérieur, l’humidité d’équilibre est plus élevée pendant toute la durée d’utilisation, et donc les déformations de fluage sont plus grandes.
• Mis en œuvre à l’intérieur avec une humidité du bois élevée, il en résulte des déformations de fluage accrues, jusqu’à ce que l’humidité d’équilibre plus basse soit atteinte.

Parts permanentes de la charge

Les déformations de fluage ne s’établissent pleinement que pour les parts de charge constamment présentes. C’est le cas du poids propre et de la charge permanente additionnelle. Pour la neige en plaine, la durée de présence est si courte qu’il n’en résulte pas de déformations de fluage notables.

Dans l’utilisation d’un bâtiment, seule une part de la charge d’exploitation est constamment présente (par exemple le mobilier) et conduit à des déformations de fluage. Ces parts doivent être prises en compte dans les calculs de déformation.

Les charges sont saisies dans Stauffer Static en valeur caractéristique. Pour la charge d’exploitation de cat. A, la part permanente est fixée par le coefficient de réduction ψ2 (HBT1:2021, p. 13) à 0.30. On admet donc que 30 % de la charge de 2.0 kN/m² (= 0.60 kN/m²) sont présents de façon quasi permanente.

Calcul pour un cas de charge individuel au temps t = ∞

Cas 1 – parts permanentes et quasi permanentes uniquement

Les déformations de fluage dues aux actions permanentes et aux parts quasi permanentes des actions variables peuvent être déterminées approximativement comme φ fois la déformation élastique initiale w0. La déformation à long terme est donnée par :

$$w_\infty = (1 + \varphi) \cdot w_0$$

Cas 2 – parts n’agissant pas en fluage en plus

Pour les actions variables, ce n’est pas la valeur entière qui agit en permanence et donc en fluage, mais seulement la part quasi permanente, c’est-à-dire la valeur caractéristique réduite du coefficient de réduction ψ2. Selon HBT1:2021, p. 26 :

$$w_\infty = \left(1 + \varphi \cdot \frac{F_{d,\varphi}}{F_d}\right) \cdot w_0 \qquad \text{ou} \qquad w_\infty = k \cdot w_0$$

Cas 3 – marche à suivre dans Stauffer Static (sur la base du cas 2)

Dans Stauffer Static, les facteurs sont déterminés par type de charge (poids propre et charge permanente additionnelle, charge d’exploitation, neige, vent) et non comme facteur de fluage global k pour toute la situation de projet.

Charge d’exploitation comme action dominante : la charge d’exploitation de cat. A, qp = 2.0 kN/m², est saisie en valeur caractéristique. Cette valeur entre entièrement dans le calcul de déformation – en supposant que w ≤ l/500 est exigé et que la charge d’exploitation est l’action variable dominante. Pour la cat. A, la part quasi permanente de 30 % (ψ2 = 0.3) agit en fluage :

$$F_{d,\varphi} = \psi_2 \cdot q_p = 0.3 \cdot q_p \qquad F_d = 1.0 \cdot q_p$$ $$w_\infty = \left(1 + \varphi \cdot \frac{\psi_2 \cdot q_p}{1.0 \cdot q_p}\right) \cdot w_0 = \left(1 + \varphi \cdot \frac{\psi_2}{1.0}\right) \cdot w_0$$

Pour du bois préconditionné en intérieur (classe d’humidité 1), le coefficient de fluage est φ = 0.6 (HBT1:2021, p. 27) :

$$w_\infty = \left(1 + 0.6 \cdot \frac{0.3}{1.0}\right) \cdot w_0 = 1.18 \cdot w_0$$

Charge d’exploitation comme action d’accompagnement : si la charge d’exploitation est une action d’accompagnement, seule la part de la charge réduite de ψ0 doit être prise en compte :

$$F_{d,\varphi} = \psi_2 \cdot q_p = 0.3 \cdot q_p \qquad F_d = \psi_0 \cdot q_p$$ $$w_\infty = \left(1 + \varphi \cdot \frac{\psi_2 \cdot q_p}{\psi_0 \cdot q_p}\right) \cdot (\psi_0 \cdot w_0) = \left(1 + \varphi \cdot \frac{\psi_2}{\psi_0}\right) \cdot \psi_0 \cdot w_0$$

Avec φ = 0.6 (classe d’humidité 1, préconditionné) et ψ0 = 0.70 pour la cat. A (HBT1:2021, p. 13) :

$$w_\infty = \left(1 + 0.6 \cdot \frac{0.3}{0.7}\right) \cdot 0.7 \cdot w_0 = 0.88 \cdot w_0$$

Ces valeurs (1.18 et 0.88) se retrouvent dans le Tab. 01, dans les colonnes « GT-1 dominante » et « GT-1 accompagnement » pour la cat. A.