Quels sont les calculs d'ingénierie essentiels lors de la conception d'un système de vitrage structurel pour de grandes portées ?

La conception de vitrages structurels de grande portée exige une série de calculs d'ingénierie pour vérifier la sécurité structurelle, la fonctionnalité et la durabilité. Les calculs critiques comprennent : 1) L'analyse des contraintes et de la flexion du verre à l'aide de la théorie des plaques ou de la modélisation par éléments finis — garantissant que les moments et les contraintes du verre sous les charges de conception (vent, neige, charges ponctuelles) sont conformes aux valeurs admissibles selon la norme ASTM E1300 ou des normes équivalentes ; 2) Les calculs des contraintes de cisaillement, de traction et de pelage pour les joints adhésifs et les mastics — déterminant la géométrie des joints et le choix de l'adhésif pour maintenir les contraintes dans les limites admissibles du matériau et contrôler le fluage ; 3) La conception des ancrages et des fixations — calcul des capacités de portance, de cisaillement et de traction des fixations mécaniques et des armatures locales pour résister aux charges ultimes, y compris les coefficients de sécurité ; 4) Les vérifications de la déflexion — garantissant les limites de déflexion du verre pour éviter toute déformation visuelle inacceptable, toute défaillance d'étanchéité des bords ou tout impact sur les éléments adjacents ; 5) Les vérifications des cas de charge combinés et des chemins de charge — superposant les charges dues au vent, aux séismes, à la chaleur et au poids propre pour identifier les contraintes dans les cas les plus défavorables. 6) Analyse dynamique des grands panneaux flexibles ou des façades de grande hauteur : évaluation des fréquences naturelles, de la résonance sous l’effet du vent et des éventuels effets aéroélastiques ; 7) Calculs des mouvements thermiques : dilatation différentielle entre les matériaux pour dimensionner les joints de dilatation et vérifier les besoins en allongement des adhésifs ; 8) Estimation de la fatigue et du fluage des adhésifs et des connecteurs métalliques sous charges permanentes et cycliques ; 9) Analyse des risques de drainage et de condensation : calculs hygrothermiques pour prévenir la condensation interstitielle dans les vitrages isolants. Tous les calculs doivent être conformes aux normes en vigueur (code de la construction local, normes EN/ASTM/ISO) et validés par des résultats d’essais ou des coefficients de sécurité lorsque les données sont limitées. Une revue par les pairs et la validation par un ingénieur en façade sont recommandées pour les grandes portées.