système de profilés pour façades légères isolantes en

Système de profilés pour façades légères isolantes

en acier et acier inox

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www.forster-profile.ch

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Table des matières

Désignation Page

Présentation du procédé 3 - 8Photos de réalisations 3 - 6Domaine d’emploi 7 - 8

Homologations 9 - 10Avis Technique DTA 9 Certification CE selon NF EN 13830 9 Certification SOCOTEC 9Association SOCOTEC / FORSTER 10

Descriptif technique 11 - 16Coupes de principe 11Descriptif technique 12 - 14Textes de soumission 15 - 16

Composants du système 17 - 18Profilés 17Accessoires 17Vue éclatée du système 18

Coupes de principes et détails de mise en oeuvre 19 - 42Principe de drainage 19 - 20Assemblage montant / traverse 21Principe de façade rideau 22Intégration des portes et fenêtres 23 - 25Détails de rives et angles de façades 26 - 33Fixation à l’ossature primaire 34 - 40

Statique 41 - 46Tableau des inerties 41 - 43Exemples de dimensionnement 44 - 46

Traitements de surface 47 - 50Choix des traitements appropriés 47 - 48Processus et règles de mise en oeuvre 49 - 50

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Réalisations

Centre de Formation Notariale, FR-Aix en Provence

Piscine les Argoulets (Complexe Alex Jany), FR-Toulouse

Groupe scolaire Barbey, FR-Bordeaux

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Réalisations

Petralli AG, aménagement de jardin, CH-Stachen

Siège principal Neutrik AG, FL-SchaanSalle de gym du Midi, CH-Martigny

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Réalisations

Campus Bijloke, BE-Gent Banque HSBC, Mitchell Way, GB-Southampton

Media en Design Academie, BE-Genk

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Réalisations

Ecole associée de l'UNESCO, DE-Flensburg

Proviniciehuis Vlaams-Brabrant, BE-LeuvenAlinghi Main Base, ES-Valencia

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Présentation du procédé

Les nombreux avantages du système de façade Forster thermfix vario résultent, tant au niveau de l’esthétique que de la technique, de la haute technologie des profilés tubulaires en acier conçus et fabriqués par le leader européen en la matière, Forster Systemes de profiles , CH - 9320 Arbon.

Ce système a été conçu pour la réalisation de façades légères à isolation thermique et acoustique de haute performance, avec comme principal atout le respect de la règle " LA TRANSPARENCE ACIER ". Esthétique

• Finessedelaconstruction Montants et traverses du système Forster thermfix vario ne font que 45 mm de large.

• Propriétés statiques excellentes Tout en respectant le critère précédent, possibilité de s’affranchir de très grandes portées entre appuis sur structure primaire et donc de mettre en oeuvre de grands volumes verriers.

• Diversité des aspects extérieurs Un large choix de formes et de couleurs est disponible avec les capots extérieurs en aluminium. Elégance et durabilité sont les maîtres mots grâce aux capots extérieurs en inox.

• Choix de l’ossature acier intérieure Soit en acier traité anti-corrosion puis thermolaqué, ou en acier inoxydable, les profilés d’ossature intérieure premettent de répondre à toutes les exigences de durabilité et d’esthétique.

Performances

• Isolation thermique et acoustique Mis au point en tenant compte des dernières découvertes, la séparation entre pro-filés intérieurs et extérieurs est assurée par des garnitures d’étanchéité en EPDM et par une pression de serrage contrôlée, ce qui garantit d’excellentes caractéristiques d’isolations thermiques et acoustiques. De nombreux rapports d’essais issus de divers laboratoires européens en attestent.

• Etanchéité parfaite La double barrière d’étanchéité ainsi que la maitrise de la pression de serrage per-met d’assurer un parfait maintient des remplissages quels qu’ils soient et d’obtenir une étanchéité à toute épreuve. Différents rapports d’essais A.E.V. prouvent la conformité du procédé à la norme NF-P28.004.

Simplicité de mise en oeuvre

• Peu d’accessoires Simples et polyvalents, les accessoires du système sont peu nombreux et permettent la mise en oeuvre de remplissages allant de 8 à 40 mm d’epaisseur.

• Combinaisons très diverses Le nombre de variantes de constructions est presque illimité tout comme le choix de la nature des remplissages : vitrages isolants, EdR, fenêtres, portes, etc...

• Préfabrication en atelier La simplicité de fabrication, le prémontage des accessoires, le principe même de construction (ossature soudée ou assemblée mécaniquement), permettent une préfabrication maximum en atelier des éléments à expédier sur le chantier.

• Rationnalisation du montage sur chantier Les éléments arrivant préfabriqués d’usine, les deux principales opérations restantes sont la fixation des éléments de façade sur le gros-oeuvre et la pose des remplissages à proprement parlé. Un système ingénieux de raccords mécaniques permet de poser les traverses depuis l’intérieur du bâtiment et évite d’avoir recours au principe du „montage à l’avancement“.

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Homologations - Rapports - Brevets

1) Avis Technique DTA Le C.S.T.B. a délivré pour le système Forster thermfix vario un Avis Technique, modifié en DTA (Document Technique d'application), selon NF EN 13830. (N° 2/11-1458).

2) Certificat de conformité CE Le système Forster thermfix vario à obtenu avec succès la marque de conformite CE, selon la norme EN 13 830.

3) Certification SOCOTEC Les chapitres 3, 5, 6 et 8 de cette documentation ont été examinés par SOCOTEC et ont fait l’objet d’un rapport n° DX1636 en date du 05/04/1996.

4) Rapports d’essais De nombreux rapports d’essais ont été réalisés dans divers laboratoires agrées en Europe (C.S.T.B - F., C.E.B.T.P - F., E.M.P.A. - CH, Institut pour la Physique du Bâtiment - D) et sont disponibles sur demande.

Présentation du procédé

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Homologations

1) Avis Technique DTA

Le C.S.T.B., après examen du procédé par le groupe spécialisé n° 2, a délivré un DTA (Avis Technique) à caractère favorable sur la gamme Forster thermfix vario.

Obtention possible de ce dossier DTA n° 2/11-1458 sur demande.

2) Certificat de conformité CE

Classification:• Perméabilité à l‘air (selon EN 12152) AE• Etanchéité à l‘eau (statique) (selon EN 12154) Re1200• Etanchéité à l‘eau (dynamique) (selon ENV 13050) 313 Pa/ 938 Pa• Résistance structurelle au vent (selon EN 13116) Charge admissible 1.24 [kN/m2] Charge majorée 1.875[kN/m2]• Résistance au choc (selon EN 14019) E5 / I5

3) Attestation et agrément SOCOTEC

Après plusieurs audits et examens du plan de contrôle qualité interne lors de la production de la gamme thermfix vario, Forster Systeme de profiles, est intégré à l’Association Socotec Qualité (A.S.Q.) en temps que membre n° 397 du 29.9.95.

Les chapitres 3, 5, 6 et 8 de la présente documentation ont été examinés par SOCOTEC et ont fait l’objet d’un rapport enregistré sous le n° DX 1636.

4) Rapports d'essais

Divers essais on été réalisés en laboratoire dans le cadre de l’instruction de la procédure d’Avis Technique DTA :• Essai de résistance à la traction sur les vis de serrage : R.E. C.S.T.B. n°37.710.• Essai de flexion des supports de cales d’assise : R.E. C.S.T.B. n°39.830.• Essais de perméance à la vapeur d’eau du dispositif de drainage et de ventilation - Série 45 : R.E. C.S.T.B. n°39.389 - Série 60 : R.E. C.S.T.B. n°38.906• Essais de choc intérieur de sécurité : R.E. C.S.T.B. n°37.580• Essais de perméabilité à l’air et d’étanchéité à l’eau : R.E. FORSTER du 03/07/95 validé par SOCOTEC.• Essais de résistance à la corrosion : R.E. C.E.B.T.P. n° 2352-7-112• Essais de choc intérieur de sécurité (M50/900g) R.E. C.S.T.B. CL01-091

Autres rapports d‘essais:• Coefficient d‘isolation thermique EN ISO 10077-2 Uf 1.5 - 2.4 W/m2K• Résistance à l‘effraction: EN 1627 classe 1-3• Résistance au feu: coupe-feu EI30 / EI60, pare-flamme E30 / E60

Nota : Ces homologations ne sont pas hexaustives et ne prennent pas en compte les essais futurs ou des essais obtenus dans d’autres pays.

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L’associationSocotec-Forster

Créée le 11 Décembre 1995, l’Association Socotec - Forster gère un réseau national de Menuisiers Acier Agréés et a pour objectif d’assurer un bon niveau de qualité pendant toutes les phases de mise en oeuvre de la gamme de façade légère Forster thermfix vario.

Principaux buts de cette association

• Partenariat entre Gammiste et Fabricants-Poseurs via un réseau de Menuisiers Acier Agréés.

• Satisfaire les besoins des clients à travers une démarche Qualité formalisée.

• Maîtriser toutes les étapes du processus de fabrication et de mise en oeuvre.

Composition

• Des membres fondateurs reconnus FORSTER, gammiste acier leader en Europe, et SOCOTEC, conseil en gestion de la qualité et en organisation.

• Des associés impliqués KDI, Dorma, AGC, Pilkington, Interver, Daetwyler

• Des adhérents motivés les Menuisiers Acier Agréés

Siège social : 173 à 179, boulevard Félix-FaureF-93537 Aubervilliers Cedex

MENUISIERS ACIER AGRÉÉS

Homologations

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45

76.851

935446935445

933540

932344

45

76.851

935445

935445

933540

932345

Coupe verticale sur traverse (série 45)

Coupe horizontale sur montant (série 45)

Coupes de principe

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Descriptif technique

Le système de profilés acier Forster thermfix vario est destiné à la réalisation de façades légères (façades rideaux, semi-rideaux ou panneaux) à isolation thermique et acoustique, avec vitrage à sec par pression contrôlée.

Principe

L’ossature secondaire intérieure est préfabriquée d’usine à partir de profilés acier tubulaires 1 de 45 ou 60 mm de largeur (face vue des montants et traverses).Elle a pour double rôle de reprendre l’intégralité des efforts appliqués à la façade et de recevoir les vitrages qui sont maintenus par des couvres-joint serreurs 6 en acier inoxydable. Ces couvres-joint sont eux-mêmes recouverts par un capotage extérieur 5 en acier inoxydable ou en aluminium.L’étanchéité (à l’air et à l’eau) et l’isolation (acoustique et thermique) du système sont assurées par une double barrière de joints en EPDM 4 et par un contrôle de la pression de serrage 2 , 3 et 7 . Les garnitures d’étanchéité se chevauchent aux intersections montants / traverses.

1 Profilé acier 5 Capot extérieur2 Base de serrage 6 Couvre-joint serreur3 Entretoise 7 Vis de serrage4 Garniture d’étanchéité

45

1

2

3

4

5

6

7

4

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Description des matériaux, produits et composants

• Profilésenacierouenacierinoxydable Profilés en acier laminés à froid aux galets et soudés en continu, nuance DD12 selon la norme EN 10-025 (ancienne équivalence E34),

épaisseur 1,8 mm, réalisés en largeurs de 45, 60 et 75 et hauteurs de 50 à 150 mm. Ces profilés sont livrables d’usine avec les traitements de surfaces suivants :

• Brut : destinés à recevoir divers traitements anticorrosion tels que galvanisation à façon, cataphorèse, poudre saturée en zinc, pein-ture antirouille, puis un revêtement de finition thermodurcissable. Seule la galvanisation à façon par immersion Z450 au sens de la norme NF P 24-351 ne sera pas obligatoirement recouverte d’un revêtement de finition.

• En acier inoxydable CrNi 1.4301 selon EN 10.088 (AISI 304) : Les profilés sont laminés à partir d’un feuillard en acier inoxydable, dans des hauteurs de 50 à 90 mm uniquement. Ils sont livrés meulé grain 220.

• Dispositifsdemaintiendesremplissages

• Couvre-joints serreurs en acier inoxydable Cr.Ni 1.4301 (EN 10.088) laminés à froid aux galets, épaisseur 1,25 mm, en forme de Ω.

• Capots extérieurs : - Profilés en acier inoxydable Cr.Ni 1.4301 (EN 10.088) laminés à froid et meulés d’usine au grain de 220, épaisseur 1 mm. - Profilés extrudés en aluminium 6060 T5 (selon NF A 50-411) livrés bruts d’usine et destinés à recevoir un traitement anodique

avec ou sans coloration classe 15 ou 20 (NF A 91-450) et sous le label EWAA-EURAS ou un revêtement thermodurcissable 60-80 microns. Epaisseur du profilé 1,5 mm.

• Bases de serrage en acier inoxydable Cr.Ni 1.4301 (EN 10.088) emboutis épaisseur 1 mm, avec deux tiges de fixation Cr.Ni serties. Elles comportent une fente de largeur 39 mm destinée à recevoir les vis de serrage.

• Vis de serrage en acier inoxydable CrNi 1.4301 (EN 10.088), longueur variable recouverte d’une couche de zinc (15 à 20 microns), tête Torx, diamètre de la partie filetée 6,2 mm, diamètre du corps 5 mm. Cette vis est équipée d’une rondelle d’étanchéité polyamide diamètre 12,5 mm. Entraxe de fixation : 300 mm.

• Dispositifsdesupportdecalesd’assisedesremplissages

• Support en acier inoxydable Cr.Ni 1.4301 (EN 10.088) épaisseur 10,5 mm, longueur 90 mm et d’une largeur variable en fonction de l’épaisseur du remplissage de 10 à 40 mm.

• Goupilles pleines en acier inoxydable.

• Plaquette d’aide au positionnement en polypropylène dureté 70 DIDC.

• Compensateurs de feuillure en bois dur ignifugé et traité classe 3 conformément à la norme NF P 23.305 ou en PVC.

• Entretoises en polyéthylène, de longueur variable en fonction de l’épaisseur du remplissage et de différentes couleurs afin de permettre un repérage

aisé. Diamètre extérieur 11 mm, diamètre intérieur 6,25 mm.


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• Garniture d’étanchéité profilés EPDM intérieurs et extérieurs, sécables afin d’assurer un chevauchement aux intersections, dureté 70 DIDC, couleur noire. Les

garnitures sont solidarisées aux profilés acier ou aux couvre-joints serreurs par clippage du pied de joint dans la gorge prévue à cet effet. Les découpes des garnitures aux extrémités, afin de permettre le chevauchement, sont réalisées avec un outillage spécifique Forster.

• Raccords de traverses en fonte d’acier inoxydable et équipés d’une vis en acier inoxydable M8x15 à tête spéciale épousant la forme de la gorge du profilé

acier. Ces pièces sont équipées de deux ou trois axes saillants de diamètre 10 mm.

• Compensateurs pour calfeutrements en rives de façades, en polyéthylène largeur de 7 à 30 mm et de différentes épaisseurs en fonction de l’épaisseur du remplissage, une

face auto-adhésive.

• Remplissages Afin d’assurer une déformation négligeable des supports de cales d’assise, les remplissages devront avoir une masse maximale de 120 kg

et une épaisseur maximum de leurs chants de 35 mm.

Ils peuvent être de différente nature :

• Vitrages simples d’épaisseur minimale 8 mm

• Vitrages isolants sous certification CEKAL. • Eléments de remplissage (EdR) de type ECOSTA d’origine P.S.I., ou tout EdR de type CB-Tôle bénéficiant d’un Avis Technique

DTA à caractère favorable en cours de validité.

• Fenêtres traditionnelles (en acier d’origine FORSTER) ou fenêtres à isolation thermique bénéficiant d’un Avis Technique DTA à carac-tère favorable en cours de validité et ayant fait la preuve de leur compatibilité avec le procédé Forster thermfix vario.

Les fenêtres suivantes sont préconisées :

- Acier à isolation thermique : Gamme Forster unico - Acier : Gamme Forster norm - Aluminium : Gamme à isolation thermique sous Avis Technique DTA

• Portes en acier ou acier inox de la gamme Forster unico (à isolation thermique).


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Texte de soumission

Le texte ci-après est un exemple qui peut être employé lors de la description du système de profilés acier Forster thermfix vario. Il permet de ne pas oublier de paramètres et les renseignements qu’il contient s’avèrent très utiles aux entreprises qui doivent évaluer le coût d’une réalisation donnée.

Il peut malgré tout être aménagé à convenance et comporter les ajouts ou spécificités nécessaires permettant de décrire au mieux certaines exigences particulières.

Choix du procédé de façade légère

Procédé de type Forster thermfix vario, ou équi valent, permettant la réalisation d’une façade rideau (semi-rideau / panneau) vitrée à isolation thermique et acoustique, sous Avis Technique DTA du C.S.T.B.

L’ossature secondaire intérieure sera constituée de profilés acier / acier inoxydable tubulaires assemblés mécaniquement / par soudage. Elle assurera stabilité de la façade sous l’effet des charges climatiques et recevra les remplissages (vitrages isolants / fenêtres / EdR) dont le main tient sera assuré par des couvres-joints serreurs en acier inoxydable.

Montants et traverses auront des faces vues de 45 mm de largeur (60 mm). Le système comportera une double barrière d’étanchéité en profilés EPDM, permettra une mise en oeuvre des remplissages conformément aux directives des fabricants et procurera à l’ouvrage fini les perfor mances d’étanchéité à l’air et à l’eau requises par la réglementation en vigueur (NF EN 13 830).

Elément de façade

Les profilés acier constituant l’ossature intérieure seront calculés du point de vue de la statique selon les règles en vigueur mais devront avoir pour dimensions maximales :

Montants : Largeur 45 / 60 Profondeur 50 / 75 / 90 / 110 / 130 / 150

Traverses : Largeur 45 / 60 Profondeur 50 / 75 / 90 / 110 / 130 / 150

L’assemblage montants/traverses sera de préfé rence réalisé par soudage / mécaniquement.

Les capots extérieurs clippés sur les couvres-joints serreurs seront en • aluminium anodisé ou thermolaqué • acier inoxydable, poli grain 220

Traitement anticorrosion + revêtement de finition

Les profilés d’ossature secondaire en acier rece vront un traitement anticorrosion par : • électrozingage • métallisation • Cataphorèse • P.P.R.Z. • Galvanisation à façon

Le revêtement de finition sera réalisé par thermo laquage polyester / époxy / acrylique.

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L’ensemble processus de protection sera déter miné en tenant compte de l’esthétique souhaité (aspect, teinte, brillance...), de la réglemen-tation en vigueur et des recommandations du gammiste.

Eléments de remplissage :

• Les vitrages isolants seront de type .......... , d’épaisseur totale : ........... mm.

• Les éléments de remplissages (EdR) en allège / nez de dalle / devant structure seront de type :

- Ecosta d’origine P.S.I. - ou tout autre EdR sous Avis Technique DTA

• Le fenêtres traditionnelles seront :

- en acier, de type Forster norm - autres matériaux, au choix.

• Le fenêtres isolantes à isolation thermique seront :- en acier, de type Forster unico- ou toute fenêtre isolante à isolation thermique, sous Avis Technique DTA, et dont la compatibilité est à prouver avec le procédé de façade.

Voir également textes téléchargeable sous www.forster-profile.ch.

Texte de soumission

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Tableau de système

933561933541

932564 932544

76.850 76.860

76.86976.859

932563

932562

932543

932542

933560933540

936230 - 936233

936205

76.851

76.852

76.853

76.854

76.855

76.856

76.865

76.861

76.862

76.863

76.864

76.866

932244

932242

932243

932264

932262

932263

1719

191919

17

50

5020

60

6020

1719

1923

2338

5345.5

3823

2319

1917

45

130

110

9075

50

150

60

130

110

9075

50

150

1.8

2

3

1.8

2

4.5

932369932346

935460935445

935461935446935708

936570

936840 - 936861

932366

932364

932381

932386932385

932380

932345

932344

936806 - 936823

936720 - 936731

936735 - 936743

938010 - 938015

935706*935707*

* pour pare-flamme

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Vue éclatée du système

Capot

Vis de serrage

Couvre-joint Garniture d'étanchéité

Support de

Garniture d'étanchéité

Base de serrage

Profil acier

(alu ou inox)

(Inox)

serreur (Inox) extérieure (EPDM)

cales d'assise(Inox)

intérieure (EPDM)

(Inox)

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19

45

76.851

935446935445

933540

932344

Drainage et équilibrage en pression des feuillures

Section verticale sur traverse (série 45)

Nota : La section, le nombre, et le positionnement des orifices de drainage doivent être effectués selon DTU 39.

ø8

30

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20

Coupe verticale sur traverse (série 45)

ø8

ø8

4

16

20

4

16

20

X

X : Les tolérances imposées sur la hauteur des remplissages étant cote nominale , cette cote est comprise entre 3 mm minimum et 5 mm maximum.

+0–2

- détail principe de drainage- détail prise en feuillure des remplissages

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21

76.851

76.851

76.852936205

76.852

Assemblage montant / traverse

Par procédé de soudage éléctrique en atelier

Mécaniquement, par raccords de traverse sur chantier

76.851

76.851

76.852936205

76.852

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22

Principe de façade rideau Elévation

FIXE

FIXE FIXE FIXE

FIXE

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23

Intégrationd'uneporteForsterpresto

B B

A

A

Coupe A-A

Coupe B-B

76.851

32.805

32.803

32.806

76.853

32.805 32.803 32.803 32.805

76.853

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24

IntégrationfenêtreacierForsternorm,ouvrantàlafrançaise

B B

A

A

Coupe A-A

Coupe B-B

76.851

02.535

32.520

32.520

32.335

76.851

76.853

02.5

35

32.5

20

32.5

20

32.5

35

76.853

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25

IntégrationfenêtreacierForsterunicoàisolationthermique

76.8

51

531.7

32

530.8

00

901207

531.7

37

530.8

00

901207

76.8

51

76.853

531.732

530.800

901207

76.853

531.732

530.800

901207

thermfix_vario_Broschüre_FR

B B

A

A

Coupe B-B

Coupe A-A

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26

Raccordement sur acrotère

Coupe verticale (série 45)

76.852

Couronnement

Support de couronnmentBande d'étanchéité

Mastic1ère cat.

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2


27

Raccordement en nez de dalle béton


Isolant

76.852

76.852

Dalle béton

Chape

Revêtement de sol

Faux plafond

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28

Raccordement en rive basse


Bourrage laine de rocheen vrac

76.852

Dalle béton

Chape

Revêtement de sol

R.D.C.

®

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2


29

Raccordement mural

Coupe horizontale (série 45)

76.852

Mastic 1ère catégorie

®

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2


30

Façadepanneau(entredalles)


76.852

76.852

Faux plafond

Chape

Revêtement de sol

Mastic1ere catégorie

®

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31

Anglesortantà90degrés

Coupe horizontale sur montant d'angle (série 45)

76.850

932345

935445

935445

933540

®

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2


32

Angle sortant

9323

45

9335

40

9354

45

76.8

5176

.851

Co

up

e h

ori

zon

tale

(sé

rie

45)

®

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2


33

Anglerentrantà90degrés

Coupe horizontale (série 45)

76.851932345

933540

935445

76.851

®

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34

Structure primaire

Eclissage

Raccord detraverse

Elément soudéen atelier

Principe de fixation d'un mur rideau sur ossature primaire

Eléments soudés en atelier

Attache fixe (aucun degré de liberté)

Eclissage permettant une libre dilatation verticalement (1 degré de liberté)

Attache permettant une libre dilatation horizontalement (1 degré de liberté)

®

08/1

2


35

Principe de fixation d'un mur rideau sur ossature primaire

Montage mécanique sur chantier par raccords de traverses

Attache fixe (aucun degré de liberté)

Eclissage permettant une libre dilatation verticalement (1 degré de liberté)

Nota : La dilatation horizontale s'effectue par l'intermédiaire des raccords de traverses et du jeu de montage prévu entre les montants et les extrémités des traverses.

Structure primaire

Assemblage parraccords detraverses

Eclissagechaque 6m au minimum

®

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2


36C

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2


38

Principe d'eclissage vertical des montants

Nota : Munie d'un fond et remplie de laine de roche, l'eclisse peut servir pour boucher les profilés verticaux lors de la réalisation d'un calfeutrement au feu.

A

A

Coupe A-A

®

08/1

2


39

Liaison sur ossature primaire en acier

Coupe horizontale

76.852

935445

935445

933540 932345

Rail (type Halfen)HEA 280

®

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2


40

Calfeutrement feu en nez de dalle

LesystèmeForsterthermfixvariopermetderépondreauxexigencesC+D(nousconsulter).


76.852

76.852

Dalle béton

Chape

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®

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2


41

Statique

Règles de dimensionnement

Outre les aspects esthétiques et économiques, il faut impérativement tenir compte de la statique afin d’optimiser la conception d’une façade avec le procédé Forster thermfix vario.

Les méthodes de calcul traditionnelles font appel à des règles simples de la résistance des matériaux et les formules de calcul indiquées pages suivantes permettent de déterminer les inerties des profilés à utiliser dans les cas d’utilisation courante.

Trois exemples d’application de ces formules sont traités.

Pour information, les axes principaux d’inertie des profilés de la gamme Forster thermfix vario sont placés comme indiqués sur la figure ci-contre.

Le but étant de vérifier les conditions de résistance et de stabilité sous l’effet des surcharges climatiques (pression de vent, charges de neige...), il est nécessaire pour mener à bien un calcul de se référer aux règlements et normes en vigueur qui fixent le hypothèses de calcul: Règles CM66 (D.T.U. P 22-701), „Règles NV65“ et annexes (D.T.U. P 06-002), D.T.U. n°39 (P 78-201)...

Notre service technique se tient à votre disposition pour examiner tout calcul statique et vous permettre de choisir les sections des profilés à utiliser.

Z

Z

Y Y

Y Y

Chargement selonl'axe Y-Y

Chargement selonl'axe Z-ZZ

Z

®

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2


42

Explication des signes :

I = moment d’inertie par rapport à l’axe correspondantW = module d'inertie par rapport à l’axe correspondantA = aire de la sectionG = poids théoriqueU = superficie et/ou longueur de développementey, ez = distance à l'axe géometrique de la section

Nota : Les valeurs indiquées dans le tableau correspondent aux profilés en acier. Pour les profilés en acier inoxydable (profondeurs de 50 à 90 uniquement), il convient d’appliquer un coefficient multiplicateur de 1,24 aux valeurs d’inertie.

En effet, pour l’acier inoxydable E = 1 700 000 daN/cm2, alors que pour l’acier standard E = 2 100 000 daN/cm2.

No profilé Dimension G A Iy Wy Iz Wz ey ez U mm g/m cm2 cm4 cm3 cm4 cm3 cm cm m2/m76.850 50 x 50 / 90° 3.450 4.45 13.78 5.34 13.78 5.34 2.42 2.42 0.25376.851 45 x 50 2.929 3.76 12.42 4.72 10.55 4.69 2.37 2.25 0.21576.852 45 x 75 3.635 4.65 34.14 8.55 14.75 6.56 3.51 2.25 0.26576.853 45 x 90 4.059 5.20 53.94 11.25 17.27 7.68 4.21 2.25 0.29576.854 45 x 110 5.123 6.56 98.65 16.88 22.66 10.07 5.16 2.25 0.33476.855 45 x 130 5.751 7.36 151.03 21.94 26.36 11.72 6.12 2.25 0.37476.856 45 x 150 9.442 12.13 318.71 40.26 42.85 19.04 7.02 2.25 0.39476.859 45 x 20 / ouvert 1.761 2.24 1.06 1.02 5.29 2.35 - - 0.12576.860 60 x 60 / 90° 4.016 5.17 24.38 7.75 24.38 7.75 2.85 2.85 0.29376.861 60 x 50 3.353 4.30 15.56 5.95 20.48 6.83 2.38 3.00 0.24576.862 60 x 75 4.059 5.20 41.40 10.43 28.10 9.37 3.53 3.00 0.29576.863 60 x 90 4.483 5.74 64.48 13.53 32.68 10.89 4.23 3.00 0.32576.864 60 x 110 5.594 7.16 116.21 19.98 42.68 14.23 5.18 3.00 0.36476.865 60 x 130 6.222 7.96 175.69 25.63 49.42 16.47 6.15 3.00 0.40476.866 60 x 150 14.846 19.30 531.74 67.45 144.40 38.13 7.05 3.00 0.41176.869 60 x 20 / ouvert 1.973 2.51 1.24 1.10 10.94 3.49 - - 0.140

Statique

Charactéristiques mécaniques des profilés :

®

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2


43

Condition de fèche

Méthode de calcul des montants :

But : Déterminer l’inertie minimum du profilé montant qui doit reprendre les efforts dus au vent, en considérant la poutre sur deux appuis libres et une charge uniformément répartie sur toute la portée. Les pressions de vent à prendre en compte doivent être déterminées selon les règles NV65.

Formule de calcul générale :

5 . Q . L3 5 . q . L4

ly = = 384 . E . fmax 384 . E . fmax

Méthode de calcul des traverses :

But : Déterminer l’inertie minimum du profilé de traverse qui doit reprendre le poids propre du remplissage, en considérant la poutre sur deux appuis libres et 2 charges ponctuelles situées à L/10 de chaques extrémités.

Formule de calcul générale :

P . a Iz = x ( 3 L2 - 4 a2 ) 24 . E . fmax

Condition de résistance

Bien que la condition de flèche recherchée ci-dessus soit généralement prépondérante pour le dimensionnement, il est nécessaire, notam-ment pour les profilés sur appuis multiples, de vérifier la condition de résistance en déterminant la contrainte de fléxion σf et en vérifiant que σf ≤ σe avec :

σf = α.Mf / Wy

Statique

avec Q : charge = Surface offerte x Pression de vent (exprimée en daN)

q : charge linéique = Largeur trame verticale x Pression de vent (exprimée en daN/cm)

L : Portée (exprimée en cm) E : Module d’élasticité (de Young) = 2 100 000 daN/cm2 =

21 x 105 daN/cm2 (pour profilés acier) fmax : Flèche maximum admissible = 1/200ème ou 1/300ème de la

portée selon annexe K de la norme XP P 28-004 (exprimée en cm)

avec P : poids du remplissage / 2 (exprimé en daN) L : longueur de la traverse (exprimée en cm) a : position du calage d’assise : a = L / 10 (cf. DTU 39) E : Module d’élasticité (de Young) = 2 100 000 daN/cm2 =

21 x 105 daN/cm2 (pour profilés acier) fmax : Flèche maximum admissible = jeu périphérique (cf. DTU 39)

Mf = moment de flexionWy = Iy/v = module d’inertie (cm3) α = Coefficient majorateur (majoration de pression normale à pression extrème, α = 1,75)σe = limite d’élasticité du matériau (acier E24.2 , σe = 2 400 daN/cm2)σf = Contraite de flexion et ont doit vérifier qu'on ne dépasse pas la limite élastique σe ( σf ≤ σe )

®

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2


44

Exemple de calcul d’un montant

Mur-rideau avec accrochage en nez de dalle : portée maximum = 2,75 mTrame verticale : 2,0 m - Nombre de traverses indifférent.Situation géographique : périphérie de Clermont-Ferrand (site exposé).

L =

2750

mm

L =

2750

mm

2000 mm

Condition de flèche :

Calul de la charge (selon les règles NV 65) :

Région II, Pdyn. base = 70 daN/m2 = 700 PaSite exposé : Coéfficient majorateur de 1,30 soit

Pdyn. base x 1,3 = 70 daN/m2 x 1,3 = 91 daN/m2 = 910 Pa (sans prise en compte des actions locales ce et ci)

Surface offerte : S = 2 x 2,75 = 5,5 m2

Largeur trame verticale = 2 m

Charge Q à considérer : Q = Pression x Surface offerte = 91 x 5,5 = 500,5 daNCharge q à considérer : q = Pression x largeur trame = 91 x 2 = 182 daN/m soit1,82 daN/cm

Calcul de la flèche maximum :

fmax = 1/300 de la portée = 275 / 300 soit fmax = 0,92 cm

Application numerique :

Q = 500,5 daN q = 1,82 daN/cm L = 275 cm fmax= 0,92 cm E = 21 x 105 daN/cm2 (pour l’acier)

5 x 500,5 x 2753 5 x 1,82 x 2754

Iy = = = 70,406 cm4

384 x 21 x 105 x 0,92 384 x 21 x 105 x 0,92

Il faut donc choisir un montant qui ait un moment d’inertie minimum selon l’axe y de 70,5 cm4, à savoir le profilé de 45 x 110 réf. 76.854 pour qui Iy = 98,65 cm4.

Statique

®

08/1

2


45

Condition de résistance :

σf = α.Mf / Wy Mf = moment de flexion α = Coefficient majorateur

1) Généralement, pour les surcharges climatiques extrèmes, un coefficient majorateur α = 1,75 est pris en compte (ou 7/4).

2) Pour une poutre sur deux appuis libres et une charge uniformément répartie, on a :

Q x L Mf = 8

d’ou on obtient :

7 x Q x L σf = ≤ σe avec σe = 2 400 daN/cm2

4 X 8 x Wy

Il faut donc pour satisfaire la condition de résistance avoir un module d’inertie de flexion d’au moins :

7 x Q x L 7 x Q x L 7 x Q x L Wy ≥ ⇔ W ≥ ⇔ W ≥ 4 X 8 x σe 4 x 8 x 2 400 76 800


Q = 500,5 daN L = 275 cm

7 x 500,5 x 275 Wy = = 12,55 cm3

76 800

Il faut donc choisir un montant qui ait un module d’inertie minimum selon l’axe y de 12,55 cm3, à savoir le profilé de 45 x 110 réf. 76.854 pour qui Wy = 16,88 cm3

Statique

®

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2


46

Exemple de calcul d’une traverse

Vitrage isolant 6/12/6 - Dimensions Larg. x Haut. = 2 m x 1 mLongeur des traverses : L = 200 cm

Surface du vitrage = 2 x 1 = 2 m2 Poids total du vitrage = 2 x 30 = 60 KgVitrage isolant 6/12/6 = 12 x 2,5 = 30 kg/m2

D’ou P = poids vitrage / 2 = 30 kg ⇔ P = 30 x 0,981 = 29,43 daN

a = L /10 = 20 cm

fmax = 4 mm = 0,4 cm (jeu périphérique cf. DTU 39)


P = 29,43 daN a = 20 cm fmax = 0,4 cm L = 200 cm E = 21 x 105 daN/cm2 (pour l’acier)

29,43 x 20 Iz = x ( 3 x 2002 - 4 x 202 ) = 3,4568 cm4

24 x 21 x 105 x 0,4

Il faut donc choisir une traverse qui ait un moment d’inertie minimum selon l’axe z de 3,5 cm4, à savoir le profilé de 45 x 50 réf. 76.851 pour qui Iz = 10,55 cm4

Nota : Il est également nécessaire de calculer l’inertie Iy des traverses sous l’effet du vent surtout lorsque les vitrages sont plus larges que hauts.

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1000

1000

2000 mm

2000 mm

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P P

Isolement d'un vitrage

Statique

®

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47

Traitements de surface

Seule la structure secondaire constituée par les profilés acier tubulaires doit faire l’objet d’un traitement anticorrosion. Tous les autres com-posants du procédé Forster thermfix vario sont en matériaux inoxydables dans la masse (acier inox, aluminium, PVC, EPDM).

Cette structure acier se trouve en ambiance intérieure et n’est en aucun cas exposée aux eaux de pluie, d’infiltration, de condensation ou de drainage.

Choix des traitements appropriés

Mis au point d’après l’analyse des différentes normes en vigueur et validé par une série de tests effectués en laboratoire (essais de vieillis-sement accéléré au brouillard salin), le tableau page 50 permet de choisir le processus de traitement anticorrosion adéquat selon le taux d’hygrométrie prévisible de l’ambiance à l’intérieur du bâtiment.

Il regroupe donc les différentes ambiances intérieures définies en annexe A de la norme NF P 24-351 :

• Locauxàfaiblehygrométrie

• Immeubles de bureaux non conditionnés, externats scolaires, logements équipés de ventilations mécaniques contrôlées et systèmes propres à évacuer les pointes de production de vapeur d’eau dès qu’elles se produisent (hottes...).

• Bâtiments industriels à usage de stockage, ateliers mécaniques, sans production de vapeur.

• Locauxàhygrométriemoyenne

• Locaux scolaires, sous réserve d’une ventilation appropriée. • Bâtiments d’habitation, y compris les cuisines et salles d’eau, correctement chauffés et ventilés sans sur-occupation. • Locaux sportifs avec public. • Locaux culturels et salles polyvalentes, ou de culte.

Note : cette catégorie de locaux peut être classée en fonction de l’intensité de l’occupation en moyenne ou forte hygrométrie.

• Locauxàfortehygrométrie

• Bâtiment d’habitation médiocrement ventilés et sur-occupés. • Locaux avec forte concentration humaine ou animale (vestiaires collectifs, bâtiments d’élevage agricole, manèges de chevaux, certains

ateliers...). • Locaux à atmosphère humide contrôlée pour les besoins de la fabrication des produits. • Locaux climatisés où il est maintenu une forte hygrométrie même lorsque la température extérieure est basse (hiver). • Locaux chauffés par panneaux radiants à combustible gaz.

• Locauxàtrèsfortehygrométrie

• Locaux spéciaux tels que locaux industriels nécessitant le maintien d’une humidité relativement élevée, locaux sanitaires de collectivités d’utilisation très fréquente.

• Locaux avec forte production de vapeur d’eau mais où l’ambiance ne présente pas une corrosivité importante même de façon inter-mittente.

• Ambiances agressives

• Ambiance présentant une corrosivité importante même de façon intermittente (corrosion chimique, aspersion corrosive...).

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Processus de mise en œuvre

Le processus de mise en œuvre des traitements anticorrosion et des revêtements de finition est le suivant :

1) Fabrication des éléments de façade à partir des barres de profilés de 6 mètres. Réalisation de tous les usinages, soudures, meulage, polissage...

2) Le choix du processus de traitement à mettre en oeuvre devra être réalisé en tenant compte des différentes paramètres et en respectant la norme NF P 24-351 (édition de Juillet 1997).

a) Déterminer la situation des éléments menuisés : Les éléments menuisés se trouvent-ils en ambiance intérieure, en atmosphère extérieure ou bien les deux ?

b) Déterminer le processus de fabrication et de traitement : En fonction des possibilités offertes par la norme selon la situation des éléments, déterminer le processus complet qui semble le mieux

adapté :

• Soit travailler à partir de profilés bruts (noirs) et laisser l’applicateur maîtriser l’ensemble du cycle de préparation des surfaces, de protection anticorrosion et de revêtement de finition (préférable dans la majorité des cas et obtention des garanties maxima-les).

• Soit travailler à partir de profilés pré-traités (électrozingués) et prévoir une reprise de la protection contre la corrosion aux endroits où celle-ci aura été détériorée (reconditionnement des soudures aux angles des cadres, usinages, percements...). Ce reconditi-onnement devra être compatible avec la suite du cycle de préparation des surfaces et de revêtement de finition chez l’applicateur (envisageable dans quelques cas, notamment en situation d’ambiance intérieure).

• S’assurer que le processus de traitement envisagé est compatible avec les dimensions hors-tout des éléments menuisés à réaliser (dimensions maximum admissibles dans les bains de galvanisation ou cataphorèse, dans les fours de cuisson...)

3) Retour des éléments traités et thermolaqués à l’atelier pour équipement des joints et accessoires.

4) Expédition des éléments de façade pour la mise en œuvre sur chantier.


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Règles de mise en œuvre

Quelques règles simples de mise en œuvre doivent être suivies tout au long du processus :

• Les barres de profilés acier doivent être stockées dans des locaux appropriés, à l’abri des intempéries, avant leur façonnage.

• A partir des barres de profilés, assembler les éléments par soudure et réaliser tous les usinages en respectant quelques règles simples :

- Toutes les opérations de façonnage (usinage, soudage, meulage, perçage) doivent être prévues en amont et réalisées en atelier lors de la fabrication des éléments. Aucune détérioration de la protection anticorrosion ne devra avoir lieu après le processus de traitement, que ce soit pendant les phases de transport, d’équipement des accessoires ou de pose sur site.

- Lors d’une application en extérieur, il faut, dès la conception, éliminer tous les risques « d’entrefer », à savoir les zones de contacts surfaciques entre divers éléments qui par la suite ne peuvent pas être traitées (par ex. plats acier soudés sur les profilés ou profilés soudés les uns contre les autres, poignées soudées sur les portes, panneaux tôlés soudés dans les feuillures...). Dans la majorité des cas, une bonne conception permet de traiter séparément les pièces puis de les assembler mécaniquement après le traitement, et ainsi, de garantir un traitement intégral.

• Les éléments doivent être convenablement nettoyés et dégraissés avant l’application des différents traitements et ces opérations de préparation des surfaces doivent faire partie intégrante de la démarche qualité de l’applicateur spécialisé.

• Lors du retour en atelier pour la phase d’équipement, aucun travail risquant de détériorer ou d’endommager la protection anticorrosion et le revêtement de finition ne devra être effectué.

• Pendant les phases de transport et de mise en œuvre sur chantier, prendre toutes les précautions nécessaires pour éviter tout risque de chocs, rayures, frottements, risquant de détériorer ou d’endommager la protection anticorrosion et le revêtement de finition.


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