La K-Tower à Courtrai est une tour résidentielle de 19 étages comptant 64 appartements, conçue par Samyn and Partners, où l’alternance de façades ouvertes et fermées faisait varier les descentes de charge dans les colonnes d’angle d’un étage à l’autre. Stedec NV a utilisé Diamonds pour réaliser une analyse structurelle 3D complète, modélisant l’interaction tube-dans-tube entre la façade et le noyau central, afin de dimensionner les colonnes en béton armé aussi efficacement que possible tout en tenant compte du tassement inégal des pieux dans l’argile sous-jacente.
Le projet
Selon Koen Coelus, chaque tour a sa propre complexité. « La K-Tower à Courtrai (un projet de Samyn and Partners, réalisé par une association momentanée de Maes NV et Van Roey NV) est un bel exemple de tour résidentielle contemporaine, offrant un penthouse exclusif et 64 appartements de luxe répartis sur 19 étages. L’alternance de parties ouvertes et fermées en façade donne à l’ensemble un caractère résolument dynamique, mais a posé un certain nombre de défis pour la conception de la
structure en béton. »
Le défi structurel
En raison de l’alternance de parties ouvertes et fermées, la composition de la façade diffère à chaque étage, et une fois sur deux, les colonnes des 4 angles jouent un rôle important dans la transmission des charges vers les niveaux inférieurs. Les lignes de force dans la structure porteuse deviennent assez complexes et se concentrent, tous les deux étages, dans ces colonnes d’angle. Le calcul 3D avec Diamonds était donc essentiel pour bien comprendre ces lignes de force et dimensionner les colonnes d’angle en béton armé aussi légèrement que possible.
Modéliser la structure tube-dans-tube
« Les murs en béton et les colonnes de façade forment ensemble un tube rigide qui collabore à son tour avec le noyau central de cette tour grâce aux murs transversaux entre le noyau et la façade », explique Maarten Vervaet. « Au niveau des deux étages inférieurs, la façade est cependant entièrement ouverte. À cet endroit, des colonnes de 6 mètres de haut (reliées entre elles par une poutre de rive) reprennent la façade jusqu’aux fondations. Diamonds a été utilisé pour calculer, dans cette situation complexe, le ferraillage nécessaire de la poutre de rive et la charge sur les colonnes élancées en béton à haute résistance (C80/95), sur la base de la combinaison de charges la plus défavorable. À l’aide de modèles de détail complémentaires, nous avons également évalué le transfert des charges des murs vers les colonnes. De plus, le modèle de calcul 3D a permis d’évaluer relativement facilement diverses alternatives pour les positions des colonnes. »
Dans une structure tube-dans-tube comme la K-Tower, il est essentiel de pouvoir estimer la rigidité relative du tube extérieur (la façade) par rapport au tube intérieur (le noyau central). C’est ce rapport de rigidité qui détermine notamment comment les charges de vent se répartissent entre le tube intérieur et le tube extérieur. Le calcul des efforts dans les murs et les colonnes en béton de la façade extérieure sur la base d’une descente de charges classique n’était donc plus une option valable dans ce cas, mais nécessitait une approche 3D prenant correctement en compte la rigidité des deux tubes.
Tenir compte du comportement des fondations
La fondation de la K-Tower sur pieux dans l’argile yprésienne a constitué une complexité
supplémentaire, en raison des différences de tassement entre le noyau central et les colonnes de façade. Pour estimer l’impact du tassement des pieux de fondation dans les couches d’argile tertiaire, des appuis élastiques ont été ajoutés dans le modèle de calcul 3D sous les colonnes de façade et les murs du noyau central. Les constantes de ressort ont été déterminées en collaboration avec des experts géotechniques. Ces calculs ont mis en évidence un tassement plus important du noyau central et, en raison du tassement plus faible de la façade, des efforts plus importants dans les colonnes de façade par rapport à un appui rigide du noyau et de la façade.
Stabilité en phase de construction
« Et bien qu’il ait déjà été un vrai défi d’aboutir à une conception structurelle solide pour la K-Tower, nous devions bien sûr, en tant que bureau d’études, veiller également à ce que la stabilité et la capacité portante restent garanties pendant la phase de construction », conclut Koen Coelus. « Étant donné que le concept structurel de la K-Tower repose sur la collaboration entre le noyau central et la façade en état totalement achevé, cela a nécessité un certain nombre de calculs supplémentaires. En revanche, ces calculs ont pu être réalisés facilement à partir du modèle 3D existant pour l’ensemble de la structure, en supprimant certains étages pour évaluer les différentes étapes du processus de construction. »
Repousser sans cesse les limites
« Bien que notre portefeuille de projets couvre une large gamme de constructions, cette tour est vraiment représentative de notre façon de penser et de travailler », conclut Koen Coelus. « Depuis 1985, j’ai vu le monde de la construction évoluer en profondeur. C’est uniquement en restant attentifs aux évolutions du marché que Stedec NV a pu devenir ce qu’elle est aujourd’hui. Repousser sans cesse les limites, voilà ce qui nous anime. Et avouons-le, ce projet n’en est-il pas un bel exemple ? »
FAQ
Vous travaillez sur un projet avec des défis structurels similaires ?
Essayez Diamonds gratuitement pendant 30 jours.
Stedec (Part of Sweco)
çStedec est un bureau d’ingénierie structurelle spécialisée dans le calcul de structures de bâtiments en béton et en acier. En Flandres Occidentales le bureau Stedec est devenu un des bureaux d’études le plus important à propos de la stabilité. Chaque année ils réalisent des études de bâtiments aussi bien pour l’intérieur que l’extérieur pour une valeur de plus de 300 millions d’euros.
Le bureau d’études de stabilité joue un rôle très important dans l’équipe d’un projet. En étroite collaboration avec le maître d’ouvrage, l’architecte et l’entrepreneur recherchent toujours, pour chaque projet, la structure la plus optimale et économique possible. En raison de délais toujours plus courts et du manque d’ ouvriers qualifiés, une structure préfabriquée devient de plus en plus indispensable.
Stedec ne réalise pas seulement des études de stabilité classique, avec des plans de coffrages dessinés, pour une structure en béton préfabriqué, Elle a de la même manière le savoir-faire de dessiner les plans de production des éléments en béton préfabriqué. Ces plans peuvent être immédiatement mis en œuvre dans la production de nos préfabricants. L’étude de la transformation d’une structure en béton coulé sur place, dans une structure préfabriquée, est également réalisable.
Un model BIM joue un rôle de plus en plus important dans le processus de construction. Stedec possède le know-how et software nécessaire pour partager au model BIM dans chaque projet.
Stedec a été fondée en 1985 par ir.-arch. Koenraad Coelus et a été acquis depuis le 1er janvier 2018 par VK Engineering, membre du groupe VK Architects & Engineers.
VK Architects & Engineers fait partie de SWECO depuis 2023.
Customer since :
