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Conception et calcul des structures en verre

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par Mathieu Studer
Université Libre de Bruxelles - Licencié en Ingénieur civil architecte 2008
  

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6.3 Assemblage par connecteur

Des trous sont effectués dans les feuilles de verre et des connecteurs métalliques relient ces différentes feuilles entre elles. La résistance de ces éléments métalliques étant connue et déjà normée, ce paragraphe se focalisera sur la détermination de la géométrie des trous et de la charge maximale que le verre peut reprendre par trou. Les trous sont effectués sur des feuilles de verre recuit qui sont trempées par après car il n'est pas possible de découper une feuille de verre trempé.

6.3.1 La géométrie

Il est conseillé de ne pas effectuer des trous dont le diamètre est plus petit que l'épaisseur d'une feuille de verre [53]. Les distances admises entre le bord d'un trou et le bord de la feuille, ou entre deux bords de trous dépendent de l'épaisseur du verre e. Voici trois figures (Figures 6.3.1) qui indiquent quelles sont les dispositions géométriques à prendre en considération lors du façonnage des trous.

Figure 6.3 1Disposition géométriques à prendre à considération [53]

Il existe une tolérance par rapport au façonnage des trous dans une feuille de verre recuit qui est repris dans le tableau ci-dessous.

Diamètre nominale ø (mm) Tolérances (mm)

4<ø<20 1

20< ø<100 2

100< ø Consulter le fabricant

Tableau 6.3 1 Tolérance de construction du diamètre nominale [53]

Lors de la trempe verticale, le verre est réchauffé puis refroidi rapidement, ce processus crée des petits déplacements au niveau des pinces par rapport à la position initiale des trous. Il n'existe pas à l'heure actuelle de tolérance sur les changements de positions des trous après ce processus de trempe. Cependant, si on préconise, la trempe horizontale qui est le procédé utilisé aujourd'hui par les entreprises, il n'y a pas de déplacements des trous.

6.3.2 La résistance

Une étude a été menée en France [8] afin de déterminer la résistance du verre dans les zones d'assemblage. Les auteurs ont décidé lors de cette étude d'empêcher la décompression du verre dans ces zones, c'est cette valeur qui est dimensionnante. Ils ont testé différents types de sections. Pour les trois sections les plus résistantes (voir tableau 6.3.2), ils ont déterminé la valeur de décompression maximale du verre en fonction de différents couples de serrage (voir tableau 6.3.3).

Désignation

Öint (mm)

Öext (mm)

A

24

40

B

40

56

C

30

40

Figure 6.3 2 Coupe d'une plaque de verre au niveau d'un trou [8]

Tableau 6.3 2 Géométrie des trous les plus résistants [8]

Couple de pré serrage
(daN.m)

0

1

2

2.5

3

A

69,3

69,8

71,0

-

-

B

77,5

78,3

79,5

80,1

80,9

C

57,5

59,6

60,9

62,0

62,3

Tableau 6.3 3 Charges de décompression de la surface (kN) pour les trois types de trous les plus résistants [8]

Les résultats obtenus dans le tableau sont des valeurs expérimentales et elles correspondent à une résistance caractéristique du verre. Il serait prudent de prendre un coefficient de sécurité sur ces valeurs.

Les valeurs mesurées sont des charges de décompression du verre trempé elles ne tiennent pas compte de la résistance du verre recuit. Dans les zones d'assemblages qui sont le lieu de concentrations de contraintes, ce choix est sécuritaire. Les valeurs obtenues ont été mesurées par polarimétrie. C'est la même méthode utilisée par les producteurs pour garantir les valeurs des contraintes de trempe (voir chapitre 4). Selon la prénorme européenne pr EN 13474 [60], le coefficient de sécurité pour les surfaces pré sollicitées

estãM ; v = 1.2.

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"Là où il n'y a pas d'espoir, nous devons l'inventer"   Albert Camus