La modélisation de la force du vent s’avère cruciale dans la conception de bâtiments véritablement constructibles en raison des façons dont le vent influence la sécurité, la fonctionnalité et la durabilité des structures. Découvrez comment l’entreprise Mason Navarro Pledge a utilisé le logiciel Tekla Structures pour modéliser l’intégrité structurale d’un grillage en bois incorporé au design audacieux d’un centre de bien-être de Londres.
Les développeurs ne prennent habituellement pas en considération des villes dynamiques et célèbres comme Londres lors de la recherche d’un terrain vacant pour le démarrage d’un projet. Pourtant, dans l’arrondissement de Richmond-upon-Thames, le conseil municipal a choisi d’ouvrir une bande de terre au bord de la rivière dans le quartier Twickenham.
Le conseil municipal considérait ce projet comme un moyen de revitaliser la communauté ouest de Londres. L’Institut Royal des Architectes Britanniques s’est donc associé au conseil de Richmond afin d’organiser une compétition visant à recueillir des idées pour le développement du site de manière à soutenir l’arrondissement. Un des soumissionnaires, l’entreprise Cullinan Studio Architects, a proposé un centre communautaire de bien-être. Cullinan a demandé à Mason Navarro Pledge, une firme de génie civil, d’évaluer la faisabilité de sa proposition.
Un modèle 3D pour déterminer la faisabilité d’une structure en bois
Mason Navarro Pledge a assigné à l’ingénieur en structure Juan Stenson la tâche de diriger la phase de modélisation du projet. « Twickenham est une section magnifique de Londres et j’ai été surpris de découvrir la quantité abondante de terrains vacants qui s’y trouvent », a déclaré Stenson. « Nous avions été mandatés pour créer un modèle 3D afin de déterminer si la conception en bois proposée était structurellement réalisable dans cet environnement. »
La particularité la plus unique de cette structure était son grillage élaboré en bois, épousant une forme rappelant celle d’une coquille d’huître. Le plan visait à soutenir le grillage à l’aide d’une série de colonnes en acier et d’ancrages enfoncés dans une toiture-terrasse en béton.
Le grillage comprenait plus de 2 300 éléments de bois agencés pour former un auvent mesurant 36 mètres de longueur par 12 mètres de hauteur. « La construction d’une structure en coquille composée d’un grillage en bois impliquait l’utilisation de formes complexes intéressantes au point de vue esthétique, mais elle devait également être réalisable et constructible sur le plan structurel », a expliqué Stenson.
Pour compléter le modèle des données du bâtiment (BIM), Stenson s’est fié sur Tekla Structural Designer. Cette application de Trimble permet aux ingénieurs de modéliser de manière réaliste les effets de la force du vent sur des structures proposées.
L’équipe d’ingénierie devait s’assurer que le grillage en bois du centre de bien-être puisse résister à la force du vent soufflant de la rivière Thames. « Beaucoup de gens étaient surpris d’apprendre que nous utilisions Tekla Structural Designer pour le bois, mais ce logiciel est excellent pour représenter les forces du vent. »
« Tekla Structural Designer est excellent pour représenter les forces du vent »
« Ces types de structures peuvent s’envoler comme un parachute si vous n’êtes pas prudent », a averti Stenson. « L’un des avantages de ce logiciel est qu’il peut indiquer les déviations et les déplacements. En d’autres mots, il vous montrera jusqu’à quelle distance un objet sera projeté selon la direction du vent. »
« Par exemple, vous n’avez qu’à spécifier qu’un certain panneau fait face à une direction donnée, puis le logiciel déterminera toutes les forces qui frapperont ce dernier » a expliqué Stenson. « Il vous montrera environ 250 combinaisons différentes de vent provenant de directions variées et selon divers axes. »
Stenson a passé trois longues journées à utiliser Tekla Structural Designer pour améliorer la conception de l’auvent en bois à l’aide d’éléments secondaires afin de créer un modèle entièrement fonctionnel. Après avoir établi la charge latérale du vent, il était en mesure de réexaminer les bases de soutien de l’auvent ainsi que la structure en béton armé dans le but d’identifier les éléments à renforcer.
« Il s’avère de loin la structure la plus complexe et exceptionnelle sur laquelle j’ai travaillé » a affirmé Stenson. « Ce fut une expérience formidable et le mention spéciale de la part de Tekla constitue une belle reconnaissance pour tout ce travail acharné. »
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