La technique des goujons collés dans les structures bois allie performances mécaniques et esthétisme. Elle répond au besoin de conservation du bâti pour le domaine de la rénovation et au besoin d’assemblages de plus en plus rigides et résistants en construction neuve avec l’avènement des structures bois de grandes ampleurs et l’arrivée de nouveaux produits tels que le bois lamellé croisé (CLT). De nombreuses études de caractérisation mécanique ont été menées au cours de ces 35 dernières années. L’enquête menée auprès des professionnels et experts en vue de l’introduction de cette technique dans l’Eurocode 5 a néanmoins révélé des attentes et lacunes particulières vis-à-vis des connaissances sur le comportement des assemblages multi-tiges, le choix des adhésifs, le comportement à long terme du collage et les techniques de contrôle qualité. Les travaux de cette thèse, menés en collaboration entre l’université de Bordeaux et l’Université Laval (Québec, Canada), ont pour objectif d’apporter des réponses sur le comportement mécanique des adhésifs, et assemblages sous sollicitation thermique et d’initier les développements sur le comportement à long terme et les assemblages multi-tiges. Les principaux résultats sont issus de travaux expérimentaux et numériques valorisés sous la forme d’articles scientifiques. Les essais mécaniques dynamiques menés sur une colle polyuréthane (PUR) et une résine époxy (EPX) entre 30°C et 120°C mettent en avant des différences importantes de raideur et de dégradations entre les deux adhésifs. Exposés à la chaleur, les assemblages sont eux aussi affectés avec des pertes de raideur et de résistance dès 40°C, en amont de la température de transition vitreuse et de la dégradation des adhésifs. Amené à suivre le régime de température extérieur, l’assemblage doit par sa conception être isolé afin de prévenir les risques aux états limites de service (ELS) et aux états limites ultimes (ELU). Très peu de données sont disponibles dans la littérature sur le comportement à long terme des assemblages goujons collés. L’étude du fluage ajoute une dimension temporelle aux problématiques de raideur. La base de données expérimentales collectée dans ces travaux repose sur 12 campagnes d’essais de 1 à 2 mois en conditions climatiques régulées en température et humidité relative, ou variables (service classe 1). Chargement et climat influent sur le glissement, mais aussi sur la durée de vie. Si des disparités sont présentes entre EPX et PUR, les études menées à 20°C et 50°C révèlent à nouveau l’importance de prendre en considération la température, notamment aux ELS. L’étude en régime variable illustre de son côté la sensibilité du système aux variations de température et d’humidité. L’étude de la répartition des efforts en fonction de la raideur des goujons est choisie comme fil conducteur pour investiguer le passage vers des éléments multi-tiges. Un modèle 3D mono-tige aux éléments finis est tout d’abord développé pour prendre en compte l’orthotropie du bois et regarder l’influence du centre de moelle jusqu’à présent négligée. Par la suite ce modèle est étendu aux configurations multi-tiges afin de simuler différentes configurations d’essais. Un prototype d’essai de caractérisation mécanique des assemblages multi-tiges est finalement présenté. / Glued-in rods have successfully been used for connections or reinforcement of timber structures. With the development of tall and large timber buildings and new products such as Cross Laminated Timber (CLT), there is an increasing need for connections that provide high stiffness and strength. Timber connections using glued in rods have a general aesthetic appeal, and take advantage of the structural adhesives that provide a high stiffness and load capacity. During the last 30 years, multiple applications have been developed for renovation and new construction. In parallel, numerous investigations have characterized the mechanical performance of these connections, but harmonized design rules are not available. A lack of knowledge on the multiple-rod connections, on the choice of adhesives, on long-term effects and on the control of quality is identified by a recent study and must be investigated before a new submission to Eurocode 5. This thesis is performed in the framework of collaboration between Université de Bordeaux (France) and Université Laval (Canada). Objectives are focused on the mechanical performance of adhesives and glued-in rod connections under elevated temperature, on the development of creep tests and the investigations of multiple-rod connections. This study combines experimental and finite element modelling results, which are presented in the form of scientific articles. A Dynamic Mechanical Analysis (DMA) on one polyurethane (PUR) and one epoxy (EPX) adhesives followed by static tensile tests on the connections with small-diameter steel glued-in rods have been conducted at different temperatures. High differences in stiffness are observed between the two adhesives. Glued-in rod connections with the EPX and PUR adhesives demonstrate significant losses of stiffness and resistance beyond 40°C, before the glass transition temperature of the adhesive. Following the outside temperature, connections must be insulated to prevent excessive slip and risk of failure at the Serviceability Limits State (SLS) and at the Ultimate Limit States (ULS). Few data on the long-term effects are available in the literature. In this work, 12 campaigns of creep tests, adding time effects to previous work, have been performed. Glued-in rod connections were tested during one to two months in a conditioning room where temperature and relative humidity were controlled or in a room with a variable climate representative of service class 1. Disparities were observed between EXP and PUR. Creep tests conducted at 20°C and 50°C revealed an important role of the temperature, particularly for SLS. Creep tests in variable climate illustrated the sensibility of connections to the temperature and humidity variations. The stiffness and stress distribution in multiple-rod connections were investigated. First, a 3D model was developed to observe the influence of the wood orthotropy on the stiffness and stress distribution in a connection with a single rod. Then, the model was extended to multiple-rod connections to simulate different loads and boundary conditions. Finally, a prototype of a connection with multiple glued-in rods was tested.

[ES] El valor de la arquitectura tradicional, entendida como aquella construida por la propia comunidad en base a sus condiciones, necesidades y recursos, reside en parte en las técnicas constructivas empleadas para ello al reflejar todo un proceso de adaptación, optimización y desarrollo de conocimiento durante siglos. Sin embargo, tanto el componente material como inmaterial de la arquitectura tradicional está actualmente amenazada por la industrialización, la despoblación, la pérdida de conocimientos, el abandono, la falta de valoración, etc. Los muros mixtos de madera son una técnica constructiva tradicional donde se combina un armazón de madera con una función principalmente estructural y una gran diversidad de materiales y soluciones para resolver las necesidades de cerramiento, revestimiento y aislamiento de los espacios definidos por el armazón. A pesar de que la arquitectura tradicional española se relaciona en el imaginario colectivo con la arquitectura de tapia y adobe, los muros mixtos de madera constituyen un elemento muy importante de la arquitectura tradicional de algunas zonas del territorio español, cuya gran diversidad y variedad demuestra la capacidad de adaptarse a unas condiciones geográficas, urbanísticas, arquitectónicas y constructivas concretas. Aunque poseen un gran interés a nivel histórico, cultural, etnológico y paisajístico, no se han estudiado al mismo nivel de profundidad que otras técnicas tradicionales españolas ni con el mismo nivel de detalle que se ha alcanzado en otros países con una gran presencia de muros mixtos de madera como Francia, Alemania, Inglaterra, Portugal, Italia, etc. En el contexto español, tanto en los tratados de arquitectura históricos y catálogos de arquitectura popular como en los estudios más recientes, las referencias a los muros mixtos son puntuales, centradas en muchos casos a una región o tipología concreta y sin llegar a profundizar en la forma de construcción. Ante esta situación, la presente investigación pretende ofrecer una visión general de los muros mixtos de madera en el territorio español, señalando la gran diversidad de variantes existentes, profundizando en su estado de conservación y determinando la forma en la que están siendo transformados. Para ello se ha basado en el análisis estadístico de 1.128 casos de estudio documentados repartidos por todo el territorio, cuya caracterización progresiva según diferentes variantes tipológicas, geométricas, materiales y acabados ha permitido reflejar la frecuencia y distribución de cada uno de los tipos identificados, así como señalar la lógica constructiva o razón de ser asociada. La comparación entre las características de las variantes identificadas y las condiciones geográficas, urbanísticas, arquitectónicas y constructivas ha permitido comprender las razones que han motivado su desarrollo y utilización en diferentes contextos. Asimismo, ante el panorama de desprotección y riesgo al que se enfrenta en general la arquitectura tradicional, se han estudiado los mecanismos de degradación y las dinámicas de transformación más frecuentes y se han comparado con las características constructivas para conocer la resiliencia y vulnerabilidad de la técnica en sí misma y las estrategias con las que los propietarios han hecho frente. De esta forma, una vez conocidos los muros mixtos de madera como técnica constructiva, incluyendo su diversidad y su vulnerabilidad, ha sido posible plantear una serie de recomendaciones y líneas guía para su conservación, intervención y puesta en valor. / [CAT] El valor de l'arquitectura tradicional, entesa com aquella construïda per la pròpia comunitat sobre la base de les seues condicions, necessitats i recursos, resideix en part en les tècniques constructives emprades per a això en reflectir tot un procés d'adaptació, optimització i desenvolupament de coneixement durant segles. No obstant això, tant el component material com immaterial de l'arquitectura tradicional està actualment amenaçada per la industrialització, la despoblació, la pèrdua de coneixements, l'abandó, la falta de valoració, etc. Els murs mixtos de fusta són una tècnica constructiva tradicional on es combina una armadura de fusta amb una funció principalment estructural i una gran diversitat de materials i solucions per a resoldre les necessitats de tancament, revestiment i aïllament dels espais definits per l'armadura. Malgrat que l'arquitectura tradicional espanyola es relaciona en l'imaginari col·lectiu amb l'arquitectura de tàpia i tova, els murs mixtos de fusta constitueixen un element molt important de l'arquitectura tradicional d'algunes zones del territori espanyol. La seua gran diversitat i varietat demostra la capacitat d'adaptar-se a unes condicions geogràfiques, urbanístiques, arquitectòniques i constructives concretes. Encara que posseeixen un gran interés a nivell històric, cultural, etnològic i paisatgístic, no s'han estudiat al mateix nivell de profunditat que altres tècniques tradicionals espanyoles ni amb el mateix nivell de detall que s'ha aconseguit en altres països amb una gran presència de murs mixtos de fusta com França, Alemanya, Anglaterra, Portugal, Itàlia, etc. En el context espanyol, tant en els tractats d'arquitectura històrics i catàlegs d'arquitectura popular com en els estudis més recents, les referències als murs mixtos són puntuals, centrades en molts casos a una regió o tipologia concreta i sense arribar a aprofundir en la forma de construcció. Davant aquesta situació, la present investigació pretén oferir una visió general dels murs mixtos de fusta en el territori espanyol, assenyalant la gran diversitat de variants existents, aprofundint en el seu estat de conservació i determinant la forma en la qual estan sent transformats. Per a això s'ha basat en l'anàlisi estadística de 1.128 casos d'estudi documentats per tot el territori, la caracterització progressiva en base a diferents variants tipològiques, geomètriques, materials i acabats ha permés reflectir la freqüència i distribució de cadascun dels tipus identificats, així com assenyalar la lògica constructiva o raó de ser associada. La comparació entre les característiques de les variants identificades i les condicions geogràfiques, urbanístiques, arquitectòniques i constructives ha permés comprendre les raons que han motivat el seu desenvolupament i utilització en diferents contextos. Així mateix, davant el panorama de desprotecció i risc al qual s'enfronta en general l'arquitectura tradicional, s'han estudiat els mecanismes de degradació i les dinàmiques de transformació més freqüents i s'han comparat amb les característiques constructives per a conéixer la resiliència i vulnerabilitat de la tècnica en si mateixa i les estratègies amb les quals els propietaris han fet front. D'aquesta manera, una vegada coneguts els murs mixtos de fusta com a tècnica constructiva, incloent-hi la seua diversitat i la seua vulnerabilitat, ha sigut possible plantejar una sèrie de recomanacions i línies guia per a la seua conservació, intervenció i posada en valor. / [EN] The value of traditional architecture understood as the architecture built by the local community based on its conditions, needs and resources, lies partly in its construction techniques. Those techniques reflect a whole process of adaptation, optimisation and development of knowledge over centuries. However, tangible and intangible components of traditional architecture are currently threatened by some factors such as industrialisation, depopulation, loss of knowledge, neglect or lack of appreciation. Half-timbered walls are a traditional construction technique that combines a timber frame with a mainly structural function and a wide range of materials and solutions to meet the enclosure needs, cladding and insulation of the spaces defined by the frame. Despite the fact that traditional Spanish architecture is associated in the collective imagination with the architecture of adobe and adobe, half-timbered walls are an essential element of the traditional architecture of certain areas of Spain, whose great diversity and variety demonstrate the ability to adapt to specific geographical, urbanistic, architectural and constructive conditions. Although their historical, cultural, ethnological and landscape value, they have not been studied at the same level of depth as other traditional techniques found in Spanish vernacular architecture, nor with the same level of detail as in other countries with a significant presence of half-timbered walls such as France, Germany, England, Portugal or Italy. In the Spanish context, whether in historical architectural treatises and catalogues of popular architecture or in more recent studies, references to half-timbered walls are occasional. The few specific studies tend to focus on a specific region or typology without giving a general view or going into the form of construction in depth. Given this situation, the present research aims to provide an overview of half-timbered walls in Spain, pointing out the great diversity of existing variants, examining their state of conservation and determining how they are being transformed. To this end, it has been based on the statistical analysis of 1,128 documented case studies spread throughout the territory. The progressive characterisation based on different typological, geometric, material and finish variants has made it possible to reflect the frequency and distribution of each of the identified types and point out the associated constructive logic or reason for their existence. Comparing the characteristics of the identified variants and the geographical, urban, architectural and constructive conditions has made it possible to understand the reasons behind their development and use in different contexts. Likewise, given the panorama of lack of protection and risk faced by traditional architecture in general, the mechanisms of degradation and the most frequent dynamics of transformation have been studied and compared with the construction characteristics in order to understand the resilience and vulnerability of the technique itself and the strategies used by the owners to overcome them. In this way, once half-timbered walls as a construction technique are known, including their diversity and vulnerability, it has been possible to propose a series of recommendations and guidelines for their conservation, intervention and enhancement. / Hueto Escobar, A. (2023). Los muros mixtos de madera en España. Estudio de una técnica tradicional para su puesta en valor y conservación [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/195845

Le problème de la dimension stochastique élevée est récurrent dans les analyses probabilistes des structures. Il correspond à l’augmentation exponentielle du nombre d’évaluations du modèle mécanique lorsque le nombre de paramètres incertains est élevé. Afin de pallier cette difficulté, nous avons proposé dans cette thèse, une approche à deux étapes. La première consiste à déterminer la dimension stochastique efficace, en se basant sur une hiérarchisation des paramètres incertains en utilisant les méthodes de criblage. Une fois les paramètres prépondérants sur la variabilité de la réponse du modèle identifiés, ils sont modélisés par des variables aléatoires et le reste des paramètres est fixé à leurs valeurs moyennes respectives, dans le calcul stochastique proprement dit. Cette tâche fut la deuxième étape de l’approche proposée, dans laquelle la méthode de décomposition de la dimension est utilisée pour caractériser l’aléa de la réponse du modèle, par l’estimation des moments statistiques et la construction de la densité de probabilité. Cette approche permet d’économiser jusqu’à 90% du temps de calcul demandé par les méthodes de calcul stochastique classiques. Elle est ensuite utilisée dans l’évaluation de l’intégrité d’une toiture à ossature bois d’une habitation individuelle installée sur un site d’aléa sismique fort. Dans ce contexte, l’analyse du comportement de la structure est basée sur un modèle éléments finis, dans lequel les assemblages en bois sont modélisés par une loi anisotrope avec hystérésis et l’action sismique est représentée par huit accélérogrammes naturels fournis par le BRGM. Ces accélérogrammes permettent de représenter différents types de sols selon en se référant à la classification de l’Eurocode 8. La défaillance de la toiture est définie par l’atteinte de l’endommagement, enregistré dans les assemblages situés sur les éléments de contreventement et les éléments d’anti-flambement, d’un niveau critique fixé à l’aide des résultats des essais. Des analyses déterministes du modèle éléments finis ont montré que la toiture résiste à l’aléa sismique de la ville du Moule en Guadeloupe. Les analyses probabilistes ont montré que parmi les 134 variables aléatoires représentant l’aléa dans le comportement non linéaire des assemblages, 15 seulement contribuent effectivement à la variabilité de la réponse mécanique ce qui a permis de réduire la dimension stochastique dans le calcul des moments statistiques. En s’appuyant sur les estimations de la moyenne et de l’écart-type on a montré que la variabilité de l’endommagement dans les assemblages situés dans les éléments de contreventement est plus importante que celle de l’endommagement sur les assemblages situés sur les éléments d’anti-flambement. De plus, elle est plus significative pour les signaux les plus nocifs sur la structure. / The problem of the curse of dimensionality is frequently encountered in practical applications. It can be defined as the significant increase of the number of mechanical model calls with the number of uncertain parameters. To overcome this difficulty, a two-steps stochastic approach has been developed in this work. The first step of this approach consists in calculating the stochastic effective dimension by the means of Morris screening method. Once the most significant uncertain parameters on the variability of the mechanical responses are identified, they are modeled as random variables and the remaining parameters are fixed to their respective mean values. This allows us to reduce significantly the stochastic dimension of the problem in the second step of the approach where the decomposition method is used to estimate the statistical characteristics of the mechanical responses. The efficiency and the accuracy of this approach are evaluated through an academic problem dealing with the assessment of the integrity of a three-span five-story frame structure subjected to horizontal loads. We have demonstrate that we can reduce about 90% of the computation time required by the classical stochastic methods. Then, the proposed approach is used to the analysis of the integrity of timber roofs under seismic loading. The behaviour of this structure is described through a finite element model where the timber joints are modeled by anisotropic hysteresis law, and the seismic action is represented by eight real earthquake ground motion records. These accelerograms provided by the French institution involved in geosciences BRGM allow us to take into account different soil types according to the classification provided by the europeen design code dealing with seismic events Eurocode 8. The failure of timber roofs is reached when the damage levels in the timbers joints localized on the buckling and bracing members reach the critical value. It is shown, through a deterministic analysis, that the structure resists the seismic hazard representing the city of Le Moule in Guadeloupe. The stochastic analysis has shown that, among the 134 random variables representing the uncertainty in the nonlinear behaviour of the timber joints, only 15 have a significant effect on the variability of the structural response, which allow us to reduce the stochastic dimension in the computation of the statistical moments. According to the estimates of the mean and the standard deviation, we have shown that the variability of bracing members damage is greater than the variability of buckling members damage. Moreover, the variability of the bracing members damage is more significant for the earthquake ground motion records having the lowest collapse PGA.

Ökad användning av byggtekniken massivträ kan ge ett positivt bidrag till hållbart byggande. Utvecklingen inom datornavigerad bearbetning ger massivträ möjligheten att rationalisera byggproduktionen inom trä. Tekniken ligger rätt i tiden och kommer att värderas allt högre då den tillvaratar materialets karaktäristiska egenskaper. Utvecklingen av massivträ har resulterat i teknikvarianter av hur virke kan sammanfogas till solida element. Ett behov har funnits av en marknadsjämförelse mellan befintliga principer där studien förtydligar grundläggande skillnader för intresserade byggaktörer. Problemfrågan för denna studie har varit: vilka principer för sammanfogning av trä till plattelement inom massivträ är mest fördelaktiga? Detta sett utifrån faktorerna produktionskostnad, hållfasthet och ekologiska övervägningar. För att förtydliga den undersökta byggmetodens nytta i ett vidare perspektiv har det presenterats en allmän beskrivning av massivträ. Studien är jämförande och grundar sig på en litteraturstudie samt företagskontakter med 27 företag i 6 länder. Följande tekniker för tillverkning av plattelement i massivträ har behandlats i rapporten:  Limning  Spikning  Klamring  Skruvning  Tvärspänning  Dymling: vertikal-, horisontal- och diagonalgående samt med skruvar i trä  Laskning  Träsvetsning Studien visar att teknikerna inom massivträ skiljer sig åt. Högst bedömning får korslimmat trä (CLT) när det gäller kostnad och hållfasthet. Med hänsyn till ekologin värderas laskat trä högst. Vid en sammanvägning av hållfasthet och ekologi är den skruvformade trädymlingen fördelaktigast. Dessa alternativ ger valfrihet i synlig yta samt ett effektivt resursutnyttjande av lågvärdigare virkeskvalitéer och lämpar sig inom bostadsbyggnation. CLT är mest kostnadseffektivt, inte patentskyddat samt det mest etablerade alternativet på marknaden dock är utvecklingen av ett sunt lim fortfarande under arbete. I pågående forskning finns ett annat alternativ där tekniken träsvetsning visat ge en starkare fog än lim. Ur ekologisk synpunkt är plattelement genomgående i trä är att föredra, då det ger en sund konstruktion i full skala, eftersom inga kemikalier eller lagerresurser används. Forskning har visat att massivträ har en positiv och hälsofrämjande effekt på de boende i motsats till effekterna av icke naturliga material. / The increasing use of solid wood construction methods can have a positive impact on the sustainability of constructions. The development of computer-controlled processing techniques enables the solid wood timber industry to rationalize the construction of buildings. The solid wood techniques come at time and will be higher valued in the future due to the natural characteristics of this material. The improvement of solid wood methods has resulted in various techniques to join wood into solid prefabricated parts. There is a need for a comparative market study of the different principles of solid wood construction to widen the knowledge and to explain interested builders the viability of these techniques. The key question for this study is: Which techniques of combining solid wood elements to whole boards are the most favorable ones concerning wood construction buildings – leaving apart questions of production costs, durability and ecological considerations? To point out the utility of these construction techniques and give them a broader understanding a general study of solid wood construction has been presented. The comparative study is based as well on studies of literature as on reviews of 27 companies in 6 countries. The following techniques for the production of boards made of solid timber elements are considered in this report:  Laminating  Nailing  Stapling  Screwing  Stress laminating  Doweling: vertically, horizontally, diagonally and with wooden screws  Dovetailing techniques  Wood welding techniques The study shows that the techniques of solid wood construction are very different in itself. CLT of cross-laminated timber scores highest in terms of cost and durability, but if one considers ecological factors, dovetailing is best. Taking into account both durability and ecological considerations, doweling is best. These alternatives give some freedom of choice regarding the visibility of surfaces and the efficient use of lower qualities of timber and they are therefore suitable for residential construction buildings. CLT is the most cost-effective, not patented and well established option in the market; the development of more health-friendly adhesives is still going on. Current researches demonstrate an alternative: Wood welding joins the parts better together than gluing them. Considered from the ecological viewpoint, boards made exclusively of wood, are preferable since no chemicals or not renewable resources are used. Recent researches show, that solid wood constructions have positive effects on the health of the residents of these buildings in comparison of buildings using non-natural materials. / <p>ORCID-id: 0000-0001-7091-6696</p>

The theme of the master´s theses is to design a wooden structure of city theater with internal steel construction. The concept of wooden structure is developed in two versions according to standard ČSN EN. The theses solve the static effect of the construction and design of individual parts and materials. Theater has dimensions 49.0 x 25.6 m, max. height of 12.5 meters. The construstion is devise to withstand a weight and applicability. The supporting structure of the roof is solved using by 13 arched plate girders. The second variant is designed as arched truss girders. The gable wall is glassed-in, glass envelopes support by wooden structure with columns and side runners. The work also includes solutions for joins and construction details. The structure was solved in the program RSTAB Dlubal 8. The assessment of the components was done using additional module TIMBER Pro. First Variant of plate girder was checking by manual report. The work includes drawings.