Charges vives vs charges mortes — définitions CNBC
Le CNBC 2020 classe les charges structurales en deux grandes catégories:
- Charge morte (D): poids propre permanent de la structure, y compris planchers, murs, toiture, finitions, équipements fixes. Généralement 0,5 à 1,5 kPa pour un plancher résidentiel standard.
- Charge vive (L): charges d'utilisation variables — personnes, mobilier, matériaux de construction temporaires. Minimums CNBC: plancher résidentiel 1,9 kPa (40 lb/pi²), balcon et terrasse 4,8 kPa, toit accessible 1,0 kPa.
Les charges de neige (S), de vent (W) et sismiques (E) sont des catégories séparées. La combinaison de charges qui gouverne le dimensionnement est: 1,25D + 1,5L + 1,5S (charges pondérées à l'état limite ultime).
Comment calculer les charges sur une poutre porteuse
La charge totale sur une poutre dépend de son aire tributaire — la surface de plancher ou de toiture qu'elle supporte. Pour une poutre centrale dans une maison à deux niveaux:
- Déterminer la portée de la poutre (L) et la largeur tributaire (l'espace supporté)
- Calculer la charge linéaire: w = (charge morte + charge vive) × largeur tributaire
- Calculer le moment fléchissant maximal: M = wL² / 8 (charge uniformément répartie)
- Vérifier que la résistance de la poutre choisie dépasse M
Flèche admissible selon le CNBC 2020
Le CNBC limite la flèche pour éviter les dommages aux finitions et l'inconfort des utilisateurs:
- Planchers: L/360 sous charges vives seulement; L/240 sous charges totales
- Toiture: L/180 pour charges vives
- Éléments supportant des cloisons de gypse: L/360 recommandé pour éviter les fissures
Pour une poutre de 5 m, L/360 = 14 mm de flèche maximale. Cette limite est souvent plus contraignante que la résistance en flexion pour les grandes travées.
Bois d'ingénierie (LVL, PSL) vs bois massif
Le bois d'ingénierie offre une résistance et une stabilité supérieures au bois massif pour les poutres porteuses:
| Type | Résistance en flexion Fb | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|
| Bois massif (No. 1) | ~10–13 MPa | Économique, local | Nœuds, gauchissement, travées limitées |
| LVL (bois lamellé-collé) | ~19 MPa | Uniforme, travées moyennes | Plus cher, sensible à l'humidité |
| PSL (bois parallèle-stratifié) | ~21 MPa | Grandes travées, colonnes | Coût élevé |
| Acier W-shape | 250 MPa (Fy) | Très grandes travées | Coût, poids, nécessite ingénieur |
Quand faut-il un ingénieur en structure?
Au Canada, un ingénieur en structure licencié est généralement requis pour:
- Toute modification de mur porteur dans une maison existante
- Poutres supportant une charge de toiture (pas seulement un plancher)
- Toute poutre dans un bâtiment commercial ou multi-logements
- Les permis de construction dans la plupart des provinces exigent un sceau professionnel pour les éléments porteurs
- Réparations ou renforcement d'une structure endommagée