Derrière un mur-rideau-de grande hauteur, une plaque de plâtre-renforcée de fibres n'est pas seulement une barrière coupe-feu passive ou un revêtement acoustique. Au fur et à mesure que le bâtiment s'élève, la planche elle-même doit gérer de manière indépendante la pression réelle du vent. La manière dont cette pression est éliminée du système est plus importante que la plupart des gens ne le pensent.
D'où vient réellement la charge
Il est facile de supposer que le revêtement extérieur en verre ou en aluminium subit tout le vent. En pratique, les murs-rideaux sont rarement étanches à l’air. Les espaces dans les écrans pare-pluie à joints ouverts-, les trous d'évacuation et les mouvements thermiques laissent tous la pression de l'air extérieur s'infiltrer dans la cavité derrière le revêtement. Aux étages supérieurs, cet effet s’intensifie. La pression de l'air dans la cavité fluctue à chaque rafale, poussant la plaque de plâtre vers l'intérieur sous pression positive et la tirant vers l'extérieur sous aspiration. En d'autres termes, la planche est un élément porteur-qui nécessite son propre calcul de vent.
Détermination de la pression de conception
Le point de départ est le code directeur - ASCE 7 aux États-Unis ou l'Eurocode ailleurs. Le processus prend la vitesse de base du vent pour la région, puis intègre des facteurs de hauteur, d'exposition, de forme du bâtiment et de réponse aux rafales pour arriver à une pression de conception nette. Pour les composants situés derrière le revêtement, les coefficients de pression de pointe locaux contrôlent la conception, car les zones de coin et de bord subissent généralement une aspiration plus du double de celle subie au milieu du mur. En tant que fournisseur, vous n'avez pas besoin de choisir les coefficients, mais vous devez fournir des données sur les performances des cartes qui correspondent à la charge de vent de conception ultime, y compris les facteurs de sécurité requis.
Comment le conseil d’administration résiste à la pression
Les plaques de plâtre sont fixées aux montants en acier verticaux ou horizontaux à l'aide de vis autotaraudeuses-. L'espacement des goujons définit la portée de flexion. Les calculs traitent une bande de planche d'un-pied-de large comme une poutre chargée uniformément - généralement une condition simplement supportée ou à plusieurs-travées.
Si l'espacement des montants est L (en pouces) et la pression nette du vent est p (en psf), la charge linéaire sur une bande de 12-pouces de large est w=p plf. Deux contrôles régissent :
Premièrement, la résistance à la flexion. Le moment maximum est M=wL²/8. La résistance du panneau provient de son module de section, Z=bt²/6 (avec b=12 in et t l'épaisseur du panneau), et de son module de rupture, MOR. Dans une plaque de plâtre renforcée de fibres de qualité-, les fibres de verre ou de bois résistantes aux alcalis-uniformément réparties poussent le MOR dans la plage de 1 200 à 1 700 psi - plusieurs fois supérieure à celle d'un panneau à face en papier standard-. La condition qui doit être remplie est M Inférieur ou égal à (MOR × Z) / , où est un facteur de réduction matérielle qui prend en compte l'exposition aux intempéries et le fluage à long terme.
Deuxièmement, la rigidité et la déflexion. Sous l’aspiration, la planche s’incline vers l’extérieur. Une déflexion trop importante fissure les joints, brise l'étanchéité à l'air et concentre les contraintes au niveau des têtes de vis. La flèche à mi--portée sous charge uniforme est Δ=5wL⁴/(384EI). Le moment d'inertie I=bt³/12, et E est le module d'élasticité de la planche. Étant donné que les noyaux renforcés de fibres sont denses et modifiés par des fibres, E se situe généralement entre 400 000 et 900 000 psi - beaucoup plus rigide que le gypse de base à la même épaisseur. La limite de déflexion est généralement de L/360 ou, lorsque le mouvement de l'articulation est critique, de L/480.
Ce que cela signifie pour la sélection du conseil d'administration
Du point de vue du produit, ce dont le concepteur a réellement besoin, c'est d'une matrice claire : pour une épaisseur de panneau donnée et des espacements de montants courants -, disons 16 pouces au centre ou 24 pouces au centre, - quelle est la limite de pression autorisée ? Ces valeurs proviennent de l'inversion des formules de résistance et de déflexion à l'aide de propriétés mécaniques testées par des tiers--. Par exemple, une plaque de plâtre renforcée de fibres de 5/8-pouce-haute densité-de haute densité sur des montants à 16 pouces d'entraxe peut souvent supporter des charges de vent ultimes supérieures à 63 psf (3 kPa). Cela couvre la plupart des-zones de grande hauteur en dehors des côtes sujettes aux ouragans-. Lorsque la cote requise augmente, le choix se porte soit sur une planche plus épaisse, soit sur un espacement des montants plus serré -, un compromis qui affecte immédiatement le coût et la vitesse d'installation.
Les fixations ne peuvent pas être une réflexion après coup
Les calculs du tableau ne suffisent pas à eux seuls. Sous pression négative, l’ensemble du panneau veut se détacher des montants. La capacité de traction-et d'extraction-des vis doit correspondre à la force de soulèvement totale sur la tôle. Cela dépend de la distance entre les bords, du type de vis et de l'épaisseur des goujons, et il est préférable de le gérer avec des données de test au niveau du système - plutôt que d'examiner la carte de manière isolée.
Lorsqu'une plaque de plâtre-renforcée de fibres entre dans une cavité-de grande hauteur, ce n'est pas un matériau de remplissage de base. C'est une partie prévisible et calculée de la défense structurelle. En reliant la trajectoire du vent, la logique de flexion et les propriétés mécaniques réelles de la planche, la sélection des matériaux n'est plus une simple estimation, mais une chose sur laquelle vous pouvez compter avec certitude.