Escalier en colimaçon avec marches en verre à Zlín, République tchèque

Structure

D'un point de vue purement structural et en faisant abstraction de la rigidité de la structure en béton armé, l'escalier est constitué de deux parties : une entre le premier et le deuxième étage et la seconde reliant le deuxième étage au troisième. La structure porteuse de l'escalier est composée de limons hélicoïdaux internes et externes. Les limons sont fixés aux paliers (soudés aux éléments d'ancrage préfabriqués) et à la dalle du premier étage (ancrée à l'aide de chevilles chimiques de la société Hilti).

Ces limons sont constitués de profilés creux fermés et soudés avec des semelles encastrées. L'évidement de la semelle supérieure crée une rainure pour le montage du garde-corps en verre, tandis que l'évidement de la semelle inférieure est un élément purement architectural. Les marches sont fabriquées en verre feuilleté trempé.

Elles sont fixées à un caisson en porte-à-faux de 2,54 cm de large et de profondeur, qui est soudé à l'âme du limon en quatre points. La bande en verre du garde-corps est supportée par une bande élastique sur le porte-à-faux et fixée par des vis à filetage métrique. En raison de la rigidité de la fixation entre les marches et le limon, les marches ont été considérées dans le modèle de calcul.

Les limons intérieurs et extérieurs ont été fabriqués en verre trempé feuilleté et courbés selon le rayon approprié. Le garde-corps est inséré dans la rainure du limon, où il a été positionné à l'aide d'entretoises élastiques et enfin collé grâce au matériau élastique approprié. Ce garde-corps est considéré uniquement comme une charge et n'a donc pas de fonction porteuse.

Modèle

L'escalier étant constitué des deux parties distinctes mentionnées plus haut, seule une partie a été modélisée. Les limons et les éléments d'ancrage ont été modélisés à l'aide d'éléments de plaque. Les marches d'escalier ont été dimensionnées et analysées sous forme de barres. Pour estimer la charge maximale d'une marche en verre et celle d'une barre métallique, deux valeurs de rigidité différentes ont été utilisées pour la fixation de marche et le porte-à-faux. La contrainte dans la dalle en béton armé a été modélisée avec une rupture non linéaire en traction tandis que chaque surface des organes de fixation était élastiquement chargée.