Ce projet comprend un restaurant avec terrasse, une salle d’événements, un casino, un foyer, un parking souterrain et un hôtel de 60 chambres. La nouvelle salle d’événements, le restaurant et le casino sont situés sous le paysage de dunes surélevées.
Le bâtiment lui-même a été largement éclairé par la lumière naturelle et la plupart des pièces offrent une vue remarquable sur la mer ou le paysage. En plus de la salle de jeux, il y aura une salle d’événements impressionnante de 1 500 mètres carrés sur deux étages. Cette salle pourra être utilisée de manière multifonctionnelle et sera reliée au restaurant.
L’hôtel, haut de six étages, a la forme d’une borne d’amarrage et fait référence aux formes et aux couleurs de la nature ou du port de pêche. Le voile de bois dur qui entoure l’hôtel, comme les quais en bois, se colorera avec les éléments naturels.
Le parking souterrain, qui vise à rendre la digue aussi peu fréquentée que possible par les voitures, offre 200 places.
Diamonds a été utilisé pour calculer les deux composantes les plus grandes, à savoir la tour de l’hôtel et la sous-structure, y compris les fondations.
« Les questions auxquelles nous sommes confrontés en tant que consultants en ingénierie dans le cadre d’un projet complexe tel que la réalisation du nouveau bâtiment emblématique du casino de Middelkerke sont particulièrement variées », explique Bruno De Maegd, ingénieur de projet chez Cobe. « Comment les différentes charges dans et sur la structure sont-elles transmises aux fondations? Où trouver les pieux de fondation et comment estimer leur capacité portante? Comment dimensionner les éléments porteurs tels que les poutres et les colonnes en acier ou en béton, les dalles de plancher et les murs en béton armé? Et comment pouvons-nous élaborer intelligemment toutes sortes de détails structurels?
D’après mon expérience, la question suivante est cruciale : comment construire des modèles de calculs constructifs qui nous fournissent les résultats dont nous avons réellement besoin de la manière la plus efficace possible?
Chez Cobe, nous ne sommes pas des adeptes du principe « taille unique ». Pour nous, chaque projet commence par un papier et un crayon, et nous traçons un itinéraire structurel sur la base de modèles mathématiques qui se rapprochent le plus possible du fonctionnement de la structure. Pour la conception structurelle de ce nouveau casino à Middelkerke, nous avons opté pour un mélange pragmatique de modèles de calcul 2D et 3D en fonction des questions structurelles principales. Par exemple, nous avons utilisé un modèle maître en 3D pour calculer la descente des charges ou pour estimer l’impact des charges de vent sur le noyau de flexion de la tour. Nous avons ensuite utilisé des modèles mathématiques 2D dérivés pour dimensionner les poutres, les colonnes, les dalles de plancher et les murs.
STRUCTURE
Le nouveau casino a été conçu par l’association temporaire Zwarts & Jansma- Bureau Bouwtechniek-OeverZaaijer, et est exécuté par l’association temporaire Furnibo-Democo pour le compte de Debuild. C’est surtout la superstructure bulbeuse qui attire l’attention de loin. Cinq étages de cette tour sont aménagés en hôtel, tandis qu’un sixième étage abrite les installations techniques. La structure de la tour se compose d’un noyau central en béton, de 16 colonnes de façade et de dalles de plancher plates en béton précontraint.
Cette tour est soutenue par un socle de deux étages, dont les colonnes et les murs se prolongent dans le sous-sol. Le socle, qui repose sur des pieux, abrite également un restaurant, un espace événementiel multifonctionnel, un foyer et le casino proprement dit. Ces parties du bâtiment sont couvertes par le toit paysager, une surface inclinée en béton post-tendu, aménagée avec des pavés et un paysage de dunes.
À côté du socle se trouve le sous-sol du parking, d’une longueur de 350 mètres et d’une profondeur de deux étages sous la digue. Ce sous-sol de parking est conçu comme un tube sans colonne avec une plaque de toit en béton post-tendu qui repose sur les murs latéraux du sous-sol de parking. Le sous-sol du parking repose également sur des fondations en pieux.
Conformément à la trajectoire structurelle que nous avions tracée au début du projet, nous avons utilisé le logiciel de calcul Diamonds de BuildSoft pour construire des modèles maîtres 3D distincts pour le bâtiment de la tour, le socle et le sous-sol du parking (complétés par des modèles de calcul 2D dérivés lorsque cela était nécessaire). Regardons de plus près comment nous avons déployé les modèles de calcul structurel de la tour et du socle.
Le bâtiment de la tour
Grâce aux nombreux outils utiles offerts par Diamonds, un modèle mathématique 3D tel que celui de l’immeuble-tour peut être construit sans problème. Je pars généralement d’une série de points et de lignes dans un plan horizontal, importés par exemple à l’aide d’un fichier DXF. Grâce à l’extrusion, le modèle du noyau central peut ensuite être facilement généré. D’autre part, les éléments linéaires des colonnes de la façade peuvent également être créés en douceur en copiant et en reliant automatiquement des points.
Des points d’appui fixes ont été définis aux endroits où ce bâtiment-tour est soutenu par la base : 16 points d’appui fixes au bas des colonnes et des lignes d’appui fixes au bas des murs du noyau central en béton. Les forces de réaction à ces points d’appui ont également été les premiers résultats que nous attendions pour chaque variante de ce modèle de calcul. Inversement, ces forces de réaction ont été introduites comme forces dans le modèle analytique du socle sous-jacent afin de transmettre l’impact des charges permanentes et des charges d’utilisation du bâtiment de la tour à l’approche de la fondation.
D’autre part, ce modèle de calcul 3D a également été utilisé pour le contrôle des normes des murs en béton du noyau central et des colonnes de façade en acier et en béton. Diamonds fournit les sections d’armature du noyau central de la tour et des colonnes de façade en béton conformément à l’Eurocode 2 (y compris les contrôles de flambement de ces colonnes, bien sûr), et Diamonds effectue également un contrôle des barres pour les colonnes en acier conformément à l’Eurocode 3.
Notez que ce modèle de calcul 3D fournit également immédiatement les poussées latérales aux deux extrémités des colonnes inclinées au bas de la tour. En tant qu’ingénieurs structurels, nous devons donc travailler davantage et détailler la connexion des colonnes de manière à ce que les forces de projection calculées soient correctement introduites dans les dalles de plancher en bas et en haut.
Le socle
Dans le modèle de calcul 3D du socle à deux étages, les forces de réaction du modèle de calcul de la tour ont été introduites comme charges. En outre, les charges supplémentaires dues au toit paysager au-dessus du restaurant, de l’espace événementiel et du casino ont évidemment dû être prises en compte.
Comme nous n’avions pas eu à concevoir nous-mêmes cette dalle de toit en béton précontraint, nous n’avons pas inclus le toit paysager dans le modèle de calcul du socle en tant qu’élément structurel, mais en tant que charge externe lorsqu’il est supporté par les colonnes et les murs du socle. La charge du toit paysager sur le socle a été dérivée des forces de réaction calculées à l’aide d’un modèle 2D séparé de la dalle de toit soumise à des charges permanentes et à des charges d’utilisation.
Une telle approche est parfaitement conforme à notre philosophie de base, qui consiste à n’inclure dans un modèle de calcul 3D que les éléments qui ont une incidence sur les questions auxquelles nous voulons répondre: quelles sont les réactions au démarrage des fondations et comment dimensionner les dalles de plancher en béton armé? Mais dans le cadre de la trajectoire structurelle esquissée, nous travaillons de manière particulièrement rigoureuse. Par exemple, le modèle de calcul 3D du socle inclut très précisément tous les éléments qui contribuent à transférer la charge à la fondation – y compris toutes les ouvertures présentes dans les éléments muraux.
Pour calculer les réactions aux départs de fondation, des appuis élastiques ont été définis à l’emplacement des pieux de fondation. Contrairement à la descente de charge pour le bâtiment-tour, il est ici essentiel de travailler avec des appuis élastiques pour tenir compte d’une certaine redistribution des forces de réaction. Sur la base de ces calculs, nous avons pu estimer et optimiser la capacité portante et la position de chaque pieu de fondation.
Pour dimensionner les dalles de plancher en béton armé, nous avons travaillé avec des modèles de dalles en 2D dérivés du modèle maître en 3D du socle. Cela nous a permis de travailler de manière très spécifique sur la conception structurelle de ces dalles, en apportant des ajustements locaux au modèle de calcul 2D si nécessaire. Diamonds calcule non seulement les sections d’armature théoriques conformément à l’Eurocode 2, mais permet également à l’utilisateur de définir un treillis d’armature pratique. De cette manière, nous pouvons rapidement voir où un renforcement supplémentaire est nécessaire et ainsi jeter les bases du plan de renforcement. Un autre avantage est que Diamonds prend immédiatement en compte ce renforcement pratique lors du calcul de la flèche de fissuration à l’état limite de service, ce qui donne une image réaliste des flèches réelles attendues ».
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