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dimensionnement d'un plancher en verre



  1. #1
    Pilou25

    dimensionnement d'un plancher en verre


    ------

    Bonjour à tous les membres du forum,

    J'ai un petit excercie à vous soumettre :

    Cela concerne le dimensionnement d'une structure acier supportant un plancher de 8 panneaux de verre (cf vue 3D jointe) culminant à 4m de hauteur

    les dimensions sont 3935mm de long par 3400mm de large. (la poutre principale fait donc 3935mm de long)

    Je voudrait connaitre votre raisonnement pour trouver la section de la poutre centrale, en sachant que :

    - surface d'un panneau de verre : 1,7 m²
    - densité d'un panneau de verre : 80kg/m² soit 136Kg/panneau
    - charge d'exploitation 150Kg/m²
    - masse d'un lustre suspendu au milieu de l'IPE : 70Kg
    - masse unitaire des traverses composées de plat 100x5 et de cornières de 70x50mm : 23Kg
    -poutre centrale encastrée à chcune de ses extrémités

    Les panneaux de verres reposent sur 3 de leurs cotés sur des cornières de 70x50mm et sur le 4ème coté (le long de la poutre centrale) sur une cornière de 150x90mm

    Personnellement, je trouve qu'un IPE de 120 voir même 100 conviendrait....en ne prenant pas en compte le fait que les 2 cornières de 150x90mm soudées de part est d'autre de l'IPE apportent de la rigidité en plus.... (la poutre visible sur la photo jointe est représentée par un tube de 40x80mm qui est à remplacer par l'IPE....)
    Merci pour vos commentaires.....

    -----
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  3. #2
    AMATY

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Re, Pilou,

    Et bien là, tu es pile poil, dans ce que je disais dans la discussion avec l'IPN du Colonel, si ça flambe trop et que quelqu'un veut tester la solidité du plancher en sautant un peu (toujours quelqu'un pour faire ce genre de test idiot), le verre ne va pas aimer, mais bon...

    Ta structure m'apparaît bien complexe à la 1ère lecture...
    (la poutre visible sur la photo jointe est représentée par un tube de 40x80mm qui est à remplacer par l'IPE....)
    Et là, j'ai dû mal... le profilé de 40 x 80 est remplacé par un IPE disons de 120 entre les cornières de 90 x 150 > assemblage par soudure???
    Côté design, vue de dessous, ça ne risque pas de faire un peu plancher d'usine???
    On avait répondu à une discussion avec Jaunin sur une structure en tube rectangulaire, la structure semblait beaucoup plus simple....
    Je vais essayer de retrouver ce fil...

    Bien Cordialement
    ....

  4. #3
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Merci Amaty pour ta réponse aussi rapide....

    Pour le verre, ce sont des vitrages spéciaux de 32mm d'épaisseur. Ils sont composés de 3 couches (env 1000€/m²..... ) ils doivent reposés sur leurs 4 cotés sur une bande d'au moins 45mm de large. C'est pour cette raison que j'ai mis des cornières de 70x50 mm...

    Le plat de 100x5mm entre les 2 cornières qui soutiennent les panneaux servent à arrêter en translation ces panneaux...

    Pour la flêche maxi, j'ai pris comme limite L/500...

    L'ipe de 120 remplace bien le tube initialement prévu....
    Avec cette section, la flêche maxi vaut, si mes hypothèses sont bonnes : 4.9mm au centre du plancher

  5. #4
    AMATY

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    1000 €/m² > Beaux diamants, il y a intérêt à leur faire un bel écrin...

    J'ai eu un peu de mal à retrouver cette discussion où le projet de Lucky and..., n'était pas complètement élaborer... > http://forums.futura-sciences.com/br...asserelle.html
    Intéressant par le côté soudure sur faible épaisseur de métal...

    Je reviens plus tard...
    Bien Cordialement
    ....

  6. #5
    Jaunin

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Bonjour, Pilou25,
    Avez-vous fait une recherche dans les forums de FS, il y a déjà eu des discussions très complètes sur les planchers de verre, ainsi que la réalisation d'un des sujets avec photo et explication.
    Pour vous donner quelque idée sur leur réalisation.
    De plus vous pourriez peut-être comparer le prix de ce type de verre.
    Cordialement.
    Jaunin__

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Merci à vous tous pour les liens très utiles....

    Pour revenir au chargement à appliquer à la poutre centrale, mon raisonnement est le suivant :

    Je modélise une barre de 3,935m de long.
    Je l'encastre à ses deux extrémités.
    Je créer des noeuds distant de 0,98m, qui représentent les points de fixation des traverses (cornières et plats supportant les panneaux de verres)

    - pour la charge d'exploitation de 150Kg/m², je mets sur la poutre une charge qui est égale à 0.5 x 150 x (3.935 x 3.4) = 1003Kg soit au final, une charge linéique de 1003/3.935 = 255Kg/ml

    - pour la masse des panneaux de verre, je mets sur la poutre une charge qui est égale à 2 x [(136x4):2] = 544Kg soit au final, une charge linéique de 544/3.935 = 138Kg/ml

    -pour prendre en compte la masse des cornières et des plats intermédiaires, j'ajoute une charge localisée sur les noeuds (distants de 0.98m) de 45Kg

    - pour prendre en compte la masse des cornières de 150x90mm qui sont soudées de part et d'autre de l'IPE, j'ajoute une nouvelle charge de 2 x 30Kg =60Kg soit une charge linéique de 60/3.935 = 15Kg/ml

    - pour la masse du lustre, j'ajoute une charge ponctuelle de 70Kg sur le noeud centrale

    Avec ce raisonnement, j'obtient une flêche max au centre de la poutre de 6.3mm qui devrait être minimisée par la rigidité des 2 cornières de 150x90mm non prise en compte ici (uniquement leur poids qui pénalise la structure)

    Que pensez-vous de mon raisonnement ? mauvais ? passable,...

    Pilou

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  10. #7
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    voici un schéma, quin'est pas passé dans le précédant post...

  11. #8
    Jaunin

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Re-Bonjour, Pilou25,
    Je crois que le schéma n'a toujours pas passé.
    Cela d'écrit votre poste #6 ?.
    Cordialement.
    Jaunin__

  12. #9
    AMATY

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    P't-être attendre la validation des schémas, elle ne semble plus apparaître comme par le passé...

    Ce qui m'embête pour toi, Pilou, c'est le nombre de soudures à réaliser...A moins que tu raffoles d'exécuter celles-ci!!!, Vu que tu as l'air d'aimer l'acier...

    Par contre, dans ton 1er schéma, j'ai l'impression de deviner des séparations entre les plaques de verres (des profilés en T inversés???).

    Que conseille les fournisseurs de verre > Quelle surface d'appui mini pour le supportage des 4 côtés et concernant le calage du verre??? > Pour les vitres de fenêtres, c'est assez technique.. > Voir en fin du lien http://castor2feu.free.fr/savoirs%20...Le%20verre.pdf
    J'ai déjà regardé pas mal de doc transmis par Jaunin, mais guère assimiler...

    Après, je trouve un peu compliqué cet assemblage de cornières de 90 x 150 (épaisseur 10 ou 12) et d'un IPE de 100 ou 120 (largeur 55/64).

    Concernant ton raisonnement, il apparaît très correct...

    A+
    ....

  13. #10
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Pour la structure, elle a été demandée par un architecte....donc, pas le choix...

    Les séparations entre les plaques de verre sont un plat de 100x5mm muni de 2 cornières de 70x50mm de part et d'autre.
    Pour la portance de la plaque de verre, les 50mm suffissent largement d'après les documents trouvés...

    Je vous remets une autre photo qui correspond à la modélisation à quelques Kg près....
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  14. #11
    AMATY

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Pour la structure, elle a été demandée par un architecte....donc, pas le choix...
    C'est un peu comme si ton archi, disais des murs en parpaings de 20 et que tu voudrais du béton thermique de 30...
    Donc d'accord, sur la RDM, mais maintenant si tu préfères, une autre structure, il s'adaptera sans problème...
    Je ne comprends pas que les cornières ne soient pas pris en compte dans la RDM...et si ton archi a défini la structure, pourquoi remplacer ton tube de 80 par un IPE de 100/120....

    Des plats de séparation entre les plaques de verre, je ne vois pas en quoi, elles vont servir ???
    Perso, je trouve les structures en tubes nettement plus design > Tubes rectangulaires de 50 x 100 x 4/5 associés à des carrés 100 x 100 x 5 et 8 > une sous-couche souple de 3 mm + joint silicone de 0,8/1 mm. Peut être un plat sur le pourtour pour l'habillage > Tout ça, c'est approximativement ce que je ferais...

    Dans cette affaire, nous n'avons pas à aller à l'encontre de ton archi et de remettre en question ses calculs > Donc vois avec lui pour accorder vos violons...
    Ça m'apparaît la vraie solution...

    Bien Cordialement
    ....

  15. #12
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Encore une fois, merci AMATY pour tes remarques et ton expérience.
    Ce qui me fait choisir un IPE à la place d'un tube, c'est d'une part qu'il n'est pas visible puisqu'il sera recouvert sur ses cotés par les cornières de 150x90mm et d'autre part, mon logiciel calcul tous les profilés sauf les tubes.....
    J'ai donc choisi cette solution là...

    Au niveau design, je suis d'accord avec toi, en tube ça serait plus joli...

    Les plats de séparation (100x5mm) serviront selon l'archi à arrêter en translation les panneaux de verre.....

    Pour la "non" prise en compte des cornières dans le calcul, là encore, je commence juste à utiliser le logiciel. Je ne sais encore pas intégrer plusieurs profilés soudés ensemble....

    Voilà pour les explication

    Pour info, il te faudrait longtemps avec ton soft pour modéliser la poutre centrale avec les cornières et le chargement indiqué (charge linéique + charge localisée) ?

    Pilou

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  17. #13
    Jaunin

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Bonjour, Pilou25,
    Dans un moment, j'essaierais de simuler votre tube central de 100 x 50 x 4/5 [mm] avec les charges définies, si je m'y retrouve dans les descriptifs.
    Avez-vous eu le temps de regarder le lien suivant.
    Cordialement.
    Jaunin__

    http://forums.futura-sciences.com/ph...-de-verre.html

  18. #14
    AMATY

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Je laisse faire Jaunin avec ses super-simulations...
    Sans faire de calcul, on se retrouve avec un sacré tube avec une âme centrale (si l'IPN et cornières épaisseur de 10 sont bien solidaires) > On se retrouve avec une section efficace de ~50 cm².
    Un bon IPE de 300 avec une vingtaine de tonnes admissibles, semble-t-il à vue de nez...

    Je suis plus inquiet pour la réalisation pas si simple et je voudrais quand même aborder quelques points de détails :
    Comment seront assembler l'IPE 100/120 et les cornières 90 x 150? (cordon de soudure continu?).
    Compte-tu réaliser les soudures toi-même?
    Bien définir l'ordre de soudage (retourner la structure achevée sans la déformer ne sera pas une mince affaire ~3,4 x 3,9 m)
    Non négligeable la conformité de la planéité > En clair ne pas se retrouver avec rectangle qui bascule sur deux angles opposés > Du travail de pro averti...
    As-tu pris en compte les dégagements nécessaires (hauteur sous plafond, accrochage palan, par exemple) pour mettre en place cette structure si elle est assemblée hors de l'étage?

    J'ai pas mal navigué sur la toile (une vingtaine de sites) pour avoir quelques infos de réalisation.
    Appui des dalles de verre > Mini 30 mm _ Règle 1,5 fois l'épaisseur de la plaque de verre _ Maxi 50 mm (tes cornières de 90/150 semblent un peu surdimensionnées > appui 90 mm)
    Calage > Joint silicone pas trop souple 6mm ou caoutchouc dur 3 à 4 mm et planéité environ 1 à 1,5 mm/m.
    Flexion > L/500
    Ce lien de luckyluche pour des réalisations et j'ai regardé également en détail Skywalk au-dessus du défilé du Colorado.
    http://www.metal-design56.com/catalo...px#PASSERELLES INTERIEURES EN VERRE
    Les plats de séparation (100x5mm) serviront selon l'archi à arrêter en translation les panneaux de verre.....
    Tu comptes bien les immobiliser quand même, tes plaques de verre, elles ne seront pas libres (joint silicone par exemple) et 138 kg, ça ne bouge pas tout seul..., mais bon...

    A+
    ....

  19. #15
    Jaunin

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Bonjour,
    Selon le descriptif, une charge répartie de 1600 [kg], deux charges ponctuelle de 45 [kg] et une de 115 [kg], sur un tube de 100 x 50 x 5. Charge de 45 [kg] à 1 [m] du bord de part et d'autre et la charge de 115 [kg] au centre.
    J'ai une flèche maxi de 9.9 [mm].
    Si vous avez d'autre information ou croquis pour la simulation.
    Cordialement.
    Jaunin__

  20. #16
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Merci pour votre investissement.... c'est sympa à vous !

    Cette étude est vraiment galère....

    Pour répondre à Amaty, les soudures seront réalisées par un pro. En fait, la poutre et les 2 cornières 150x90 seront soudées ensemble en atelier. Pour savoir si il faut souder sur toute la longueur ou pas, ça je ne sais pas répondre. Pour ne pas prendre de risque, je pense que la soudure sera continue sur 3,935mm...

    ensuite cet ensemble sera assemblé par soudage ou vissage sur le cadre extérieur réalisé par une équerre de 150x100 ep 10mm (cf. ceinture tole pliée 5mm sur dessin en PJ). Cette équerre servira également de coffrage pour couler une chappe de 70mm et poser des tommettes de 30mm de haut (soit 100mm). Cette ceinture extérieure sera posée est boulonnée sur le sol existant.

    Pour le callage de la plaque de verre, une épaisseur de 5mm de caoutchouc dur sera interposer entre celle-ci et la cornière de 50mm. un joint silicon sera réalisé entre les bords de la plaque et le plat de 100x5mm

    Pour Jaunin, je t'ai mis 2 photos supplémentaires...si ça te convient....
    Nous aperçevons l'IPE, les 2 cornières de 150..., la ceinture extérieure
    Sur l'autre, nous voyon 1 plat 100x5 avec les 2 cornières de 70x50 soudées de part et d'autre

    Encore merci....

    Pilou
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  21. #17
    AMATY

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Ça commence à être rassurant!!!
    Donc, tu as bien le dégagement nécessaire au-dessus du plancher (3,4 m + attache avec passage en diagonale dans la réservation).

    Pour les fixations, ça ne risque pas de se sauver!!

    Quand compte-tu réaliser ce projet, si tu pouvais mettre une photo de l'ensemble une fois posé, ça serait hyper sympa, ...si tu te souviens de nous!!!

    Pour les dalles de verre, j'ai l'impression que c'est un peu cher, mais en 30 mm, on se rapproche de l'épaisseur de Skywalk
    Toujours pareil, tarif en fonction des quantités fabriquées...
    J'aurais plus penser vers 600€/m² > 3,9 x 3,4 = ~13 m² > Un projet riche!!!

    Donc, Pilou, Bonne Réalisation
    Bien Cordialement.
    ....

  22. #18
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Amaty,

    Ne t'inquiètes pas, je ne risque pas d'oublier vos précieuses remarques, ni ce forum.....je penses que dans les mois qui vont venir, je vais être accro et je risque de vous embêter avec mes questions....

    Pour la photo, il n'y a pas de problème, j'en mettrai quelques unes dès que possible. Le projet est urgent....

    Le dernier point sur lequel je bloque et le dimensionnement de la platine en bout d'IPE et de cornière qui va servir à fixer cet ensemble...
    L'archi veut qu'on vienne visser ou souder cette poutre sur la ceinture extérieure par l'intermédiaire des 2 platines en bout de poutre.

    Le problème c'est :
    - comment dimensionner les dimensions (épaisseur et cotes) de ces platines ?
    - comment dimensionner les vis (diamètre, nbr et classe de qualité) ou cordons de soudure qui feraient la liaison entre ces platines et la ceinture extérieure ?



    Si vous avez des remarques ou des sugestions sur ce dernier point...

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  24. #19
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    voici une photo de la ceinture extérieure à l'endroit ou je veux implanter la platine...

    le bout de cornière en avant plan appartient à la cornière de 70x50 sur laquelle reposera l'un des bords d'un panneau de verre....
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  25. #20
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    voici une vue montrant les forces et moments aux extrémités de la poutre principale.....
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  26. #21
    Jaunin

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Bonjour, Pilou25,
    Je n'arrive pas bien à voir votre IPN, de combien ?
    Sur cette IPN, vous avez soudé tous le long, de chaque cotées, des cornières de 150 x 90. Epaisseur ?
    Je vois sur la deuxième photo #16, que le bas de la cornière est soudé à fleur sur l'IPN, quel coté est soudé contre l'IPN, le 150 ou le 90.
    Auriez-vous une vue en bout de votre assemblage.
    Cordialement.
    Jaunin__

  27. #22
    AMATY

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Jaunin, il faut regarder la 2ème image du 1er post de Pilou, en fait le tube de 40 x 80 est remplacé par un IPE de 100 ou 120 (100 semble largement suffisant) et cornières standardisées en 90 x 150 en 10 mm d'épaisseur...
    Considérer que l'ensemble sera monolithique par soudure continu et j'ai supposé que l'IPE affleure le dessus des cornières.

    Pilou, pour les fixations, on va attendre la simulation de Jaunin...
    Car platine ou pas platine pour les cornières et l'IPE (il aurait pu aller jusqu'au bout ton archi!!!), la cornière de fixation va prendre la même charge de cisaillement (Oups! ou pas oups?)
    Elle sera fixée dans la dalle béton (épaisseur?) sous la chape anhydride chauffante > quelle type de fixation + dimensions ??? et tous les combien?
    A+
    ....

  28. #23
    Jaunin

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Bonjour, AMATY,
    Je repose ma question :
    quel coté est soudé contre l'IPN, le 150 ou le 90.
    Je ne suis pas certain de ça :
    et j'ai supposé que l'IPE affleure le dessus des cornières.
    Cordialement.
    Jaunin__

  29. #24
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    C'est le 150 qui est soudé le long de l'IPE.

    Le dessue de l'IPE est en retrait de 4mm par rapport aux des cornières.

    Je vous ajoute une nouvelle photo...
    L'ipe ici fait 140mm (je voulais voir la différence au niveau de la flêche maxi)
    Vous pouvez aussi voir le plat de 100x5mm avec les cornières dessus. Le plat est découpé à son extrémité pour rentrer sous la cornière. Il sera soudé sur celle-ci par 2 cordons de soudure verticaux..
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  31. #25
    Pilou25

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Amaty,
    quand tu dis :

    Pilou, pour les fixations, on va attendre la simulation de Jaunin...
    Car platine ou pas platine pour les cornières et l'IPE (il aurait pu aller jusqu'au bout ton archi!!!), la cornière de fixation va prendre la même charge de cisaillement (Oups! ou pas oups?)

    Tu veux dire que l'on pourrait souder l'ensemble IPE/cornières 150 directement sur la ceinture extérieure ?

    Il y a 60mm de haut (cf photo jointe)

    Quand tu parles de la cornière de fixation qui sera fixée dans la chappe, je penses que c'est suite au plan 2D de l'ensmble qui montre une cornière à hauteur de la chappe non ?
    Si c'est bien ça, cette cornière est soudée sur la ceinture extérieure et sert à supporter un des bord du panneau de verre (cf autre photo...)
    vraiment pas évidant à expliquer cette structure....
    Images attachées Images attachées

  32. #26
    AMATY

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Pas évident à se comprendre...Je pense qu'on parle de la même cornière...
    Je parle de la cornière (1er plan blanc sur fond noir post 16) qui est notée "Ceinture en tôle pliée épaisseur 5 reprise sur chape pourtour complet"
    Elle sera bien fixée dans la mini-dalle en béton??? ou alors elle est estimée "auto-porteuse-fixeuse-centreuse"...Quel charabia!!!

    Pour la platine, si elle est suffisamment longue, elle reportera l'effort tranchant sur une grande surface (ton Archi a peut être pensé dans ce sens). J'ai quand même été vite pour retomber sur mes pieds!!!

    A+
    ....

  33. #27
    Jaunin

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Bonjour, Pilou25,
    Je ne voudrait pas être trop méticuleux (ou emm.....quiquinant), si c'est un IPN de 140 sur le dessin, le fer cornier devrait dépasser de 6 [mm] en dessous.
    Pour l'IPN de 140, les ailes sont en pente et il y a un rayon de 3.4 [mm] au bord. Idem pour un 120, rayon de 3.1 [mm].
    Cela resemble plutôt à un IPE.
    Maintenant pour un IPN de 120, si c'est cela qui va être utilisé, comment sera soudé le fer cornière de 150.
    Désolé.
    Cordialement.
    Jaunin__

  34. #28
    AMATY

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Bonsoir Jaunin, Bien à Vous,
    Voir le post 22 ou j'essaye d'expliquer et ou nos messages se sont croisés encore une fois...
    La Bonne Nuit (pas trop courte quand même...)
    ....

  35. #29
    Jaunin

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    Bonjour, AMATY,
    Effectivement, désolé, il s'agit bien d'un IPE, je ne sais pas ou j'ai attrapé cet IPN ?!?.
    Donc, maintenant pour un IPE de 120, si c'est cela qui va être utilisé, comment sera soudé le fer cornier de 150, je vais faire un retrait de 4 [mm] et laissé pendre la l'aile du fer cornière en dessous de l'IPE.
    Cordialement.
    Jaunin__

  36. #30
    AMATY

    Re : dimensionnement d'un plancher en verre

    comment sera soudé le fer cornier de 150, je vais faire un retrait de 4 [mm] et laissé pendre la l'aile du fer cornière en dessous de l'IPE
    Je pense 4 cordons de soudure au bout des 4 ailes...
    Et les ailes qui pendent comme avec le tube de 40 x 80, oui, tout à fait ça...
    Allez, il est temps que je me mette en stand-by....

    La Bonne Nuit...
    ....

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