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Sep 13, 2023

Comment exploiter la masse du verre pour amortir un bâtiment ?

Date : 12 juillet 2023 Plus les bâtiments sont hauts, plus il devient difficile de faire face aux forces agissant sur la structure. Cela est particulièrement vrai pour les charges dynamiques induites par le vent qui sont généralement

Date : 12 juillet 2023

Plus les bâtiments sont hauts, plus il devient difficile de faire face aux forces agissant sur la structure. Cela est particulièrement vrai pour les charges dynamiques induites par le vent qui sont généralement couvertes en optimisant la forme de l'enveloppe pour réduire les turbulences et en adaptant la rigidité structurelle en conséquence. Des systèmes d'amortissement supplémentaires permettent d'influencer directement les caractéristiques de mouvement du bâtiment et sont nombreux en options. Pour exploiter leurs avantages, le concept de bâtiment doit fournir

Dans le cadre d'un projet commun financé par le ministère fédéral allemand de l'Intérieur et de la Communauté, l'objectif de l'équipe du projet est de construire une maquette de performance à grande échelle pour tester l'idée d'exploiter la masse disponible déjà présente dans le verre transparent de la peau du bâtiment pour l'amortissement.

Le concept original consistant à utiliser la peau extérieure mobile d'une façade à double peau pour réduire les vibrations structurelles est proposé par Moon (2009). Dans l'approche de Moon, la peau extérieure de la façade à double peau est mobile perpendiculairement à la structure du bâtiment. Les charges de vent sont d'abord appliquées à la façade mobile puis transmises à la structure du bâtiment via des liaisons à faible rigidité. Les charges de vent dynamiques peuvent être isolées de la structure en utilisant ces connexions. Les vibrations structurelles sont donc efficacement atténuées. Cependant, l'inconvénient majeur de cette approche est que la suppression efficace des vibrations structurelles s'accompagne toujours de mouvements importants de la façade, ce qui est pratiquement inacceptable. Pour surmonter ce défi, Moon (2011) a d'abord étudié des amortisseurs à masse accordée distribués en ajoutant de petites masses d'amortissement supplémentaires dans la cavité de la façade à double peau. Dans un deuxième temps, Moon (2016) a étudié le système d'interaction de l'amortisseur à masse accordée et de l'amortisseur de façade double peau qui combine le concept de façade mobile perpendiculaire avec le système d'amortisseur à masse accordé traditionnel. Le mouvement important de la façade peut être mieux contrôlé avec ces deux méthodes proposées. Cependant,

L'équipe étudie le concept d'utilisation de liaisons mobiles parallèles, ce qui permet de ne pas avoir besoin de masse supplémentaire. Le revêtement extérieur de façade est fixe dans la direction perpendiculaire à la structure primaire, mais mobile dans la direction parallèle à la structure primaire. La vibration de la structure induite par le vent fait vibrer les façades mobiles parallèles, ce qui atténue le mouvement de la structure. Les étages supérieurs d'un immeuble de grande hauteur peuvent être installés avec ce système pour obtenir de meilleures performances de contrôle des vibrations. L'ensemble de ce système est physiquement similaire à l'amortisseur à masse distribuée à réglage multiple (d-MTMD), mais utilise la masse de façade existante comme masse d'amortissement et facilite l'installation en raison du plus petit poids par pièce. Cela rend le concept également intéressant pour la rénovation. En conclusion, nous l’avons nommé système d’amortissement de façade à réglage multiple distribué (d-MTFD) (Zhang 2020).

D'autres auteurs se sont concentrés sur des calculs numériques trouvant des paramètres d'amortissement optimaux pour réduire les mouvements structurels lors d'une excitation sismique. (Abtahi et al. 2012 ; Fu 2013 ; Fu et Zhang 2016 ; Barone et al. 2015 ; Lori 2017 ; Pipitone et al. 2018). Barone et coll. (2015) ont déterminé la réponse lors du chargement temporel du séisme, concluant qu'une réduction par rapport au cas non amorti allant jusqu'à 35 % était un objectif réaliste. Pipitone et coll. (2018) ont également constaté une réduction des mouvements liés aux tremblements de terre en activant la masse d'une façade à double peau. En trouvant des paramètres d'amortissement correspondants, les auteurs ont conclu que les amortisseurs à masse distribuée peuvent être personnalisés pour réagir correctement à plusieurs modes de vibration critiques. Cependant, aucun détail structurel n'a été proposé pour réaliser un système de mur-rideau fonctionnel afin de vérifier les résultats théoriques. Un examen plus large de l'état de l'art du contrôle des vibrations utilisant des amortisseurs de masse réglés est fourni par Rahimi et al. (2020).

Par conséquent, cet article présente l’état de l’art en matière de conception de façades en examinant plusieurs études de cas de projets. Une quantité réaliste de masse de verre est déterminée car l'hypothèse a été faite de rester avec la masse existante. L’empreinte carbone de la façade, notamment du verre, ne sera pas modifiée à ce stade. À partir des résultats de l'étude de cas, des détails de conception structurelle sont développés et décrits qui sont conformes aux exigences de conception de murs-rideaux. Un choix a été fait sur la base d'une évaluation de la conception et réalisé dans une maquette de performances testée expérimentalement. Le document se concentre sur les détails de la conception et sur la recherche d'implications pratiques. Nous donnons un aperçu de l'évaluation prochaine des performances lors de charges induites par le vent. Combler le fossé entre la modélisation informatique et la réalisation à grande échelle est le nouvel aspect présenté dans cette étude.