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Révolution structurelle : comment un « système tubulaire » peut-il empêcher un immeuble de très grande hauteur de trembler ? »
Dans les villes animées d’aujourd’hui, les gratte-ciel qui s’élèvent dans le ciel ne sont plus un luxe, mais un représentant de l’architecture moderne. Mais comment ces immeubles ultra-hauts peuvent-ils rester aussi stables qu’un roc face aux vents violents et aux vibrations ? C'est là le charme du « système tubulaire ». Cette conception structurelle innovante a révolutionné la façon dont les gratte-ciels sont construits, permettant à la fois la solidité et l'élégance de cohabiter.
Le système tubulaire est conçu comme une structure en porte-à-faux creuse pour résister aux charges latérales. Cette innovation permet au bâtiment de grande hauteur de se tenir fièrement au-dessus de tout.
Concepts de base des systèmes tubulaires
L’idée centrale du système tubulaire est qu’un bâtiment peut résister aux charges latérales en concevant la structure tubulaire comme un porte-à-faux. La structure a été introduite pour la première fois par l'ingénieur pakistanais Fazlur Rehaman Khan dans les années 1960, qui a conçu le premier bâtiment de ce type à Chicago, l'immeuble d'appartements DeWitt-Chester. Le système se compose généralement de colonnes périphériques denses et de poutres profondes, qui sont reliées les unes aux autres par des charnières pour former un cadre structurel solide.
Dans cette structure, les colonnes extérieures sont relativement denses, tandis que seules quelques colonnes centrales sont nécessaires à l'intérieur. Cette conception non seulement maximise l'espace disponible, mais transfère également efficacement la charge de gravité à l'intérieur de la structure au système de tuyauterie périphérique, améliorant ainsi sa capacité à résister aux charges latérales.
Histoire des systèmes tubulaires
En 1963, un nouveau système structurel apparaît dans la conception des gratte-ciel, à savoir la structure tubulaire à ossature. Ce concept de conception innovant modifie non seulement la forme du bâtiment, mais améliore également considérablement ses performances structurelles, le rendant capable de résister aux charges latérales dues au vent, aux tremblements de terre, etc. La conception de Khan a été inspirée par sa ville natale de Dhaka, où les structures en bambou lui ont donné beaucoup d'inspiration.
Khan a dit un jour que construire un immeuble de grande hauteur, c'était comme construire un bambou vertical durable en ville.
Variations des systèmes tubulaires
À mesure que les besoins architecturaux continuent d’évoluer, les systèmes tubulaires évoluent également pour s’adapter à différentes exigences structurelles. Par exemple, les cadres tubulaires, les fermes tubulaires et les conceptions à coque et noyau sont largement utilisés dans l'architecture moderne. Chaque conception possède ses propres caractéristiques et avantages uniques et est adaptée à l’utilisation spécifique de l’espace et au style architectural.
Par exemple, les structures tubulaires en treillis utilisent moins de colonnes extérieures largement espacées, avec des fermes supportées par de l'acier ou des murs de cisaillement en béton pour compenser la structure principale, permettant à la structure de supporter des charges latérales plus importantes. Des bâtiments célèbres tels que le John Hancock Center et la Bank of China Tower utilisent ce design.
L'avenir de la structure
À mesure que la technologie de construction évolue, les perspectives d’application innovantes des systèmes tubulaires deviennent de plus en plus vastes. Aujourd’hui, les architectes ne recherchent pas seulement la stabilité et la sécurité structurelles, mais également un espace de conception plus flexible. La flexibilité du système tubulaire permet à la conception architecturale de s’affranchir des contraintes traditionnelles, créant des gratte-ciels plus diversifiés et plus artistiques.
Avec ce système, les bâtiments ne sont plus des boîtes froides, mais peuvent devenir des sculptures, rendant l'horizon de la ville plein de vitalité et de créativité.
Grâce à une amélioration continue et à une conception structurelle personnalisée, les futurs gratte-ciel seront plus respectueux de l’environnement, multifonctionnels et dotés de davantage d’éléments technologiques. Tout cela nous amène à nous interroger : à quelles autres merveilles architecturales pouvons-nous nous attendre dans les villes du futur ?
