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Les surcharges provoquées par l’écoulement de l’air autour et au-dessus d’un bâtiment provoquent des variations de la pression exercée sur les différentes surfaces. La répartition de cette pression dépend des variables suivantes : la localité (vitesse) ; les dimensions du bâtiment (hauteur, largeur et profondeur) ; la direction du vent ; la forme du bâtiment ; et l’entourage immédiat du bâtiment. En général, les pressions sont positives dans le vent, ce qui provoque des infiltrations d’air et négatives sous le vent, ce qui provoque des exfiltrations.

 

Dans tous les cas, le mur-rideau doit être construit de manière à résister aux pressions et succions causées par la plus forte rafale susceptible de se produire à son emplacement en plusieurs années, sans qu’il y ait déformation permanente ou bris de l’un de ses éléments. En plus de réglementer le critère résistance, le CNBC et les normes relatives aux fenêtres, portes-fenêtres et murs rideaux exigent que la rigidité des membrures de support du verre (meneaux, montants de rencontre, châssis) soit adéquate. Le critère résistance vise à assurer la sécurité de l’ouvrage, alors que le critère rigidité vise plutôt à maintenir des performances telles que l’étanchéité à l’air et à l’eau et à rassurer les personnes situées dans le bâtiment lorsqu’il y a rafale.

 

Pour certaines applications, l’architecte peut exiger que les éléments de remplissage (vitrage, pannes métalliques ou parement en métal) respectent un critère de rigidité. La flèche maximale permise dépend de l’élément visé et des objectifs.

 

Dans le cas des vitrages pare-air, la flèche maximale permise est fonction :

  • des mouvements différentiels admissibles du vitrage versus les meneaux pour maintenir l’intégrité du système d’étanchéité ;
  • du voilement admissible des plaques de verre d’un vitrage isolant lors des variations de la température ou de la pression barométrique.

Lorsqu’il s’agit d’une panne métallique agissant comme pare-air ou comme pare-vapeur, ou les deux, la flèche maximale permise doivent être telles que :

  • il n’y ait pas transfert de charge vers des éléments dont la fonction ne permet pas l’ajout d’une charge latérale ;
  • il n’y ait pas de grincement ou de bruit généré lors des fluctuations de 50% de la charge de conception.

 

Pour les panneaux de parement en métal, la flèche maximale admissible exprime la planéité du panneau lorsqu’il est soumis aux conditions extrêmes du graduent de température entre la région centrale (chaude) de l’élément et les bords (froids) de celui-ci.

 

Exigences selon le CNB 2015:

5.9.3.2.   Charges structurales et charges dues au milieu

Les autres fenêtrages et leurs composants doivent être conçus et construits conformément à l’article 5.1.4.1. (voir la note A-5.9.3.2. 1)).

 

Note : l’article 5.1.4.1 réfère à la partie 4 du Code national du bâtiment donc sous la responsabilité d’un ingénieur apte à concevoir des structures.

 

A-5.9.3.2. 1) Charges structurales et charges dues au milieu. La norme appropriée d’essais en laboratoire pour démontrer une performance structurale adéquate des autres fenêtrages est la norme ASTM E 330M, « Structural Performance of Exterior Windows, Doors, Skylights and Curtain Walls by Uniform Static Air Pressure Difference ».

 

A-5.9.3. Normes applicables aux autres fenêtrages. La sous-section 5.9.3. donne en référence des méthodes d’essais normalisés de l’ASTM. Les normes suivantes peuvent également servir à évaluer les caractéristiques de performance des autres fenêtrages :

  • AAMA 501, « Test for Exterior Walls »;
  • AAMA 501.1, « Water Penetration of Windows, Curtain Walls and Doors Using Dynamic Pressure »;
  • AAMA 501.2, « Quality Assurance and Diagnostic Water Leakage Field Check of Installed Storefronts, Curtain Walls, and Sloped Glazing Systems »;
  • AAMA 501.4, « Recommended Static Test Method for Evaluating Curtain Wall and Storefront Systems Subjected to Seismic and Wind Induced Interstory Drifts »;
  • AAMA 501.5, « Thermal Cycling of Exterior Walls »; et
  • AAMA 501.6, « Recommended Dynamic Test Method For Determining The Seismic Drift Causing Glass Fallout From A Wall System ».

 

Flèche et résistance :

Les murs-rideaux sont dimensionnés suivant deux critères :

  • La flèche des éléments à une pression statique différentielle positive et négative donnée;
  • La résistance à la rupture de ces mêmes éléments à une pression statique différentielle positive et négative donnée.

Pour satisfaire à l’exigence minimale d’un niveau donné, l’élément visé doit satisfaire aux deux critères.

 

Les parties opaques ou fixes d’un mur-rideau

La rigidité des éléments du mur-rideau doit être évaluée sous l’effet de la charge de calcul (surcharge due au vent et charge morte). La rigidité exigée est fonction de la portée de l’élément visé (L/175, par exemple) et d’une flèche maximale permise (19 mm, par exemple) pour ce même élément. Le tableau suivant donne la flèche maximale permise des différents éléments d’un rideau pour une charge de calcul donnée. La flèche maximale permise correspond à la plus petite des valeurs obtenues.

 

tableau mur rideau

Flèche maximale permise des différents éléments d’un mur-rideau pour une charge de calcul donnée

Source : diverses

Note: La dimension « L » dont on doit tenir compte est la plus petite des dimensions (hauteur ou largeur) de l’élément visé.

 

La résistance des éléments du mur-rideau et des ancrages de fixation à l’ossature du bâtiment doit être évaluée à 1,5 fois la charge de calcul due au vent. De plus, les meneaux horizontaux doivent résister (dans le plan du vitrage) à 1,25 fois la charge permanente appliquée. La résistance des éléments est jugée satisfaisante lorsqu’aucun élément n’a subi une déformation permanente supérieure à L/1000 et qu’il n’y a pas de bris.

 

Les fenêtres ouvrantes

Les fenêtres ouvrantes ont les mêmes critères d’exigences minimales que les murs rideaux.

 

Exemple de spécification : ASTM E330

L’installation d’essai en laboratoire suivant la norme ASTM E330 est très semblable à celle de l’ASTM E331. En somme, on applique une différence de pression de part et d’autre de l’échantillon mural, puis on mesure la flèche ou la déformation. Tout comme les essais précédents, cette méthode suppose un mur à étanchéité de façade où la différence de pression agit sur le parement extérieur qui fait fonction de pare-air. Cette façon de faire pose d’importantes restrictions aux murs à écran pare-pluie. Bien que la norme ASTM E330 vise à tester l’ossature du mur-rideau et ses ancrages à la structure, elle ne permet d’éprouver ni la suffisance structurale des panneaux ou du parement extérieur et ses attaches (dans un mur à écran pare-pluie à étanchéité intérieure) ni la résistance du verre dans l’assemblage mural.

 

Pour en arriver à un programme d’essai structural qui soit efficace, il faut au moins trois critères de performance :

  • Pression de calcul due au vent ou la pression d’air;
  • Critères de flèche;
  • Critères de surcharge.

 

Commentaires

Dans le but de réduire le coût de construction, il est permis de subdiviser la hauteur totale du bâtiment en plusieurs segments (par exemple, du rez-de-chaussée au 5e étage, et du 5e étage au 10e étage) de façon à réduire la charge de calcul pour les étages inférieurs.

Le calcul détaillé de la pression de calcul due au vent peut aussi réduire le coût de construction. L’annexe A peut être utilisée à cette fin.

Bien que le CNBC ne traite pas de l’effet de masque provoqué par les bâtiments adjacents, ce phénomène peut être pris en considération lors d’une construction nouvelle.






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