218 Mur structurel


Dans la construction organique comme dans toutes autres constructions, les murs doivent supporter les charges. Ils doivent travailler en permanence avec la structure sur leurs quatre côtés, agir pour résister au cisaillement et à la flexion et supporter des charges en compression.

Lorsque les murs fonctionnent ainsi, ils sont essentiellement des membranes structurelles : ils sont continus en deux dimensions ; avec les raidisseurs et les colonnes, ils résistent aux charges en compression ; et ils créent une connexion rigide continue entre les colonnes, les poutres et les planchers, à la fois au-dessus et en dessous, pour aider à résister au cisaillement et à la flexion.
En revanche, les murs-rideaux et les murs qui sont essentiellement "de remplissage" n'agissent pas comme des membranes. Ils peuvent fonctionner comme des murs à d'autres égards - ils isolent, entourent, définissent l'espace - mais ils ne contribuent pas à la solidité structurelle globale du bâtiment. Ils laissent la charpente faire tout le travail ; D’un point de vue structurel, ils sont un gaspillage pour la construction. [Pour les détails de l'argument selon lequel chaque partie de la structure doit coopérer pour supporter les charges, voir Structure efficace (206)].
Une membrane, par contre, travaille avec la structure qui l'entoure. Comment construire une telle membrane murale ?
Good Materials (207) nous dit que nous devrions utiliser des matériaux découpables à la main, clouables, écologiques, que l'on peut travailler avec des outils domestiques, en mettant l'accent sur les matériaux de remplissage en terre et les matériaux à base de végétaux.
Le raidissement progressif (208) nous dit que le processus de construction devrait être tel que l'on puisse commencer avec une structure fragile et la raidir au cours de la construction, au fur et à mesure que les matériaux sont mis en place, de sorte que le processus puisse être régulier et continu.
Un exemple d'un tel mur que nous avons construit et testé utilise des panneaux de gypse pour la peau intérieure, des planches de bois recouvertes de bois de bateau pour la peau extérieure et du béton ultra-léger pour le remplissage. Le mur est construit en fixant des blocs de clouage sur les côtés des colonnes. Nous clouons la peau aux blocs de clouage, nous plaçons du grillage de basse-cour dans la cavité pour renforcer le béton contre le retrait, puis nous coulons le béton léger dans la cavité. Le mur doit être renforcé pendant le coulage, et on ne peut pas couler plus 90cm en une seule fois : la pression devient trop forte. La dernière coulée remplit la poutre périphérique et le haut du mur, et les rend ainsi solidaires.
Ce mur est solide (environ la densité du bois), possède de bonnes propriétés acoustiques et thermiques, peut facilement être construit selon des plans libres et irréguliers, et peut être cloué. Grâce à ses raidisseurs, la paroi est très solide pour son épaisseur.
Autres versions de ce modèle : (1) La peau peut être formée à partir de tuiles structurelles creuses ou de blocs de béton, avec un remplissage en béton ou en terre. (2) La peau extérieure peut être en brique, la peau intérieure en contreplaqué ou en gypse. Dans les deux cas, les colonnes doivent être des tuiles creuses, des tuyaux en béton ou d'autres colonnes de maçonnerie . (3) La peau peut être formée d'un treillis métallique, progressivement rempli de béton et de gravats, et stuqué à l'extérieur, avec du plâtre à l'intérieur. Dans ce cas, les colonnes peuvent être construites de la même manière, à partir d'un tube en treillis métallique rempli de gravats et de béton. (4) Il peut également être possible d'utiliser un gypboard pour les deux peaux, à l'intérieur et à l'extérieur. Le gypboard du côté extérieur pourrait alors être recouvert de papier de construction, de lattes et de stuc.


218 Wall membranes

In organic construction the walls must take their share of the loads. They must work continuously with the structure on all four of their sides; and act to resist shear and bending, and take loads in compression.

When walls are working like this, they are essentially structural membranes: they are continuous in two dimensions; together with stiffeners and columns they resist loads in compression; and they create a continuous rigid connection between columns, beams, and floors, both above and below, to help resist shear and bending.
By contrast, curtain walls and walls which are essentially "infill," do not act as membranes. They may function as walls in other respects - they insulate, enclose, they define space - but they do not contribute to the overall structural solidity of the building. They let the frame do all the work; structurally they are wasted. [For the details of the argument that every part of the structure must cooperate to take loads, See Efficient Structure (206).]
A membrane, on the other hand, makes the wall an integral thing, working with the structure around it. How should we build such a wall membrane?
Good Materials (207) tells us that we should use hand cuttable, nailable, ecologically sound materials, which one can work with home tools, with the emphasis on earthen fill materials and sheet materials.
Gradual Stiffening (208) tells us that the process of building should be such that one can start with a flimsy structure and stiffen it during the course of construction, as materials are put in place, so that the process can be smooth and continuous.
An example of such a wall that we have built and tested uses gypboard for the inner skin, ship-lapped wooden boards for the outer skin and ultra-lightweight concrete for the fill. The wall is built by fixing nailing blocks to the sides of columns. We nail the skin to the nailing blocks, put chicken wire into the cavity to reinforce the concrete against shrinkage, and then pour the lightweight concrete into the cavity. The wall needs to be braced during pouring, and you can't pour more than two or three feet at a time: the pressure gets too great. The last pour fills the perimeter beam and the top of the wall, and so makes them integral. The drawing opposite shows one way that we have made this particular kind of wall membrane.
This wall is solid (about the density of wood), has good acoustic and thermal properties, can easily be built to conform to free and irregular plans, and can be nailed into. And because of its stiffeners, the wall is very strong for its thickness.
Other versions of this pattern: (1) The skin can be formed from hollow structural tiles or concrete blocks, with a concrete or earthen fill. (2) The exterior skin might be brick, the interior skin plywood or gypboard. In either case the columns would have to be hollow tile, or concrete pipe, or other masonry box columns. (3) The skin might be formed with wire mesh, gradually filled with concrete and rubble, and stuccoed on the outside, with plaster on the inside. The columns in this case can be built in the same way - out of a wire mesh tube filled with rubble and concrete. (4) It may also be possible to use gypboard for both skins, inside and out. The gypboard on the outer side could then be covered with building paper, lath, and stucco.





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