Calcul et utilisation du verre feuilleté

Article technique

Différents types de verres et de couches sont utilisés dans le domaine de la construction de structures en verre. Il s'agit généralement des types de verre suivants : verre flotté, verre durci et verre trempé de sécurité.

Le verre flotté est un produit basique qui doit son nom à son mode de fabrication. Ces verres ne présentent aucune contrainte résiduelle. Ils sont par exemple utilisés pour fabriquer des fenêtres, des façades, des décors et des meubles.

Le verre durci et le verre trempé de sécurité sont des dérivés du verre flotté. Ces types de verre présentant une contrainte de compression sont obtenus par une nouvelle phase où le verre est chauffé, puis refroidi à une température précise. Ce processus crée un profil parabolique de précontrainte dans la section, ce qui donne à ces verres des résistances plus élevées et une meilleure capacité à absorber les contraintes de traction en flexion.

On fait ici la différence entre la précontrainte partielle et la précontrainte complète de la section. Des rigidités différentes de flexion sont évidemment obtenues, mais des propriétés telles que le modèle de rupture présentent également des spécificités. Le verre trempé de sécurité se fragmente très peu, ce qui réduit considérablement le risque de coupure. Ce n'est pas le cas du verre durci, qui présente une tendance à la fragmentation, tout comme le verre flotté. Cette caractéristique peut être déterminante pour la capacité résiduelle des toitures vitrées, par exemple.

Verre feuilleté et verre de sécurité feuilleté

Les verres feuilletés sont constitués de plusieurs feuilles de verre séparées par des films intercalaires. Différentes propriétés peuvent être obtenues selon les exigences requises pour chaque projet.

La couche intermédiaire du verre de sécurité feuilleté est soumise à des contraintes particulièrement élevées. Le niveau de sécurité requis en cas de rupture doit néanmoins être respecté et le risque de blessure limité.

Le couplage de cisaillement doit être considéré lors du calcul des contraintes et des déformations selon la DIN 18008-1 uniquement s'il entraîne des contraintes et des déformations importantes.

Éléments considérés dans le calcul

La norme peut être appliquée aux cas sans couplage de cisaillement grâce aux procédures suivantes :

  • Calcul d'un vitrage simple avec une demi-charge
  • Calcul de l'épaisseur équivalente de section
    $\mathrm d^\ast\;=\;\sqrt[3]{{\mathrm d^3}_1}\;+\;{\mathrm d^3}_2$

et pour les cas avec couplage de cisaillement :

  • Calcul d'un double vitrage (liaison rigide)

Des solutions plus simples peuvent être utilisées grâce aux programmes de calcul assisté par ordinateur comme RFEM.

RF-GLASS permet de sélectionner la composition des couches dans une base données et donc d'élaborer une structure selon les spécifications réelles.

Une option permettant de considérer le couplage de cisaillement entre deux vitres peut être cochée dans la case « Détails » du programme. Une fois cette option activée, il est possible d'effectuer un calcul 2D ou 3D. Lors d'un calcul 2D, une section équivalente est automatiquement créée et le système est calculé selon la théorie des plaques.

Lors d'un calcul 3D, des éléments solides correspondant aux couches individuelles sont créés et l'effet du couplage de cisaillement est ainsi représenté de manière précise à partir de la rigidité définie. Cette option permet d'obtenir les résultats les plus réalistes possible, mais elle requiert cependant un temps de calcul plus long.

Résumé

Les logiciels de calcul de structure aident les ingénieurs à concevoir des systèmes trop complexes pour les calculs manuels.

Mots-Clés

Verre feuilleté Verre laminé Couplage de cisaillement Feuille en PVB

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RFEM Logiciel principal
RFEM 5.xx

Programme de base

Logiciel de calcul de structures aux éléments finis (MEF) pour les structures 2D et 3D composées de plaques, voiles, coques, barres (poutres), solides et éléments d'assemblage

Prix de la première licence
3 540,00 USD
RFEM Structures en verre
RF-GLASS 5.xx

Module additionnel

Vérification du verre à une couche, verre laminé et verre isolant

Prix de la première licence
1 120,00 USD