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e secret des immeubles de grande hauteur : pourquoi les « structures tubulaires » sont-elles au cœur des gratte-ciels modernes ?
Dans la conception des gratte-ciel, la « structure tubulaire » est sans aucun doute l’un des concepts les plus révolutionnaires. Ce système structurel excelle dans la résistance aux charges latérales (telles que le vent, les tremblements de terre, etc.), permettant aux gratte-ciel de faire face aux défis de la nature. Cet article explorera les origines de cette structure, son fonctionnement et pourquoi elle joue un rôle essentiel dans l’architecture moderne.
Concept de structure tubulaire
L'idée de la structure tubulaire était de concevoir le bâtiment comme un cylindre creux en porte-à-faux, perpendiculaire au sol. Cette conception permet au bâtiment de résister efficacement aux charges latérales de tous les côtés. Dans ce système, le périmètre du bâtiment est constitué de colonnes rapprochées qui sont reliées entre elles par des poutres profondes pour former un cadre solide et rigide.
Cet effet combiné permet au cadre périphérique de supporter toutes les charges latérales et réduit la structure interne à un système porteur qui résiste uniquement aux charges de gravité.
De plus, le nombre de colonnes internes dans une structure tubulaire est relativement faible et est généralement situé au cœur du bâtiment. Cela maximise non seulement l’efficacité de la structure tubulaire environnante, mais augmente également sa capacité à résister au retournement causé par les charges latérales.
Histoire des structures tubulaires
Le concept de structure tubulaire a été proposé pour la première fois par Fazlur Rahman Hahn, un ingénieur en structure du Bangladesh, et a été développé pour la première fois dans les années 1960 chez Skidmore, Owings & Merrill (SOM) à Chicago. Mis en œuvre. Hahn s'est inspiré des environs de sa ville natale pour sa structure.Sa ville natale de Dhaka ne comptait aucun bâtiment de plus de trois étages, et ce n'est qu'à l'âge de 21 ans qu'il a vu son premier gratte-ciel.
En 1966, le premier bâtiment à utiliser une structure tubulaire, le DeWitt-Chestnut Apartment Building, a été achevé à Chicago, ouvrant la voie à de nombreux gratte-ciel ultérieurs, dont le John Hancock Center et la Sears Tower. Sta et al.
Variations de structures tubulaires
À mesure que le concept de structure tubulaire prenait forme, les concepteurs ont commencé à le modifier en fonction des différentes exigences structurelles, formant diverses variantes.
Structure tubulaire de type cadre
Il s'agit de la forme la plus basique de structure tubulaire, qui peut adopter différentes formes planes telles que carrée, rectangulaire, circulaire, etc. L'immeuble d'appartements DeWitt-Chestnut fut la première démonstration de cette conception.
Structure tubulaire supportée ou en treillis
En plus des colonnes extérieures, ce type de structure est également soutenu par des murs de cisaillement en acier ou en béton pour maintenir la stabilité de la structure tout en réduisant les colonnes extérieures. Le John Hancock Center en est un exemple typique.
Structure centrale et périphérique
Certains bâtiments possèdent un conduit central à l'intérieur, généralement pour transporter des ascenseurs et d'autres installations, tandis que la structure extérieure supporte principalement la gravité et les charges latérales.
Structure tubulaire groupée
Ce type de structure est composé de plusieurs tubes qui résistent aux charges latérales et peuvent créer une variété d'apparences architecturales flexibles. Des bâtiments tels que la Willis Tower et la Newport Tower utilisent ce design.
Conclusion
La pensée innovante de la structure tubulaire fournit non seulement un support structurel solide, mais démontre également une supériorité en termes d'avantages économiques et d'utilisation de l'espace. Alors que la conception des gratte-ciel continue d'évoluer, nous ne pouvons nous empêcher de nous demander : comment les futurs gratte-ciels vont-ils révolutionner les conceptions existantes et rendre les horizons des villes plus créatifs et dynamiques ?
