LES BATIMENTS DE GRANDES HAUTEURS (partie-2)

Analyse des coûts du batiment multi-étagé

ci-joint quelques informations sur la répartition des coûts d’un batiment multi-étagé. Contrairement à une construction traditionnelle, les dépenses de structure (béton /acier) sont relativement modestes en comparaison des autres postes. L’exigence de performance étant en générale supérieur dans ce genre d’ouvrage, les dépenses engagées pour les machines de tout genre sont considérables. Les systèmes de transport d’énergie ainsi que les réseaux doivent disposer de pompe et de relais afin d’acheminer matières (eau) et énergie (électricité, chaleur , air conditionné..) à de grandeur hauteur. Ces systèmes sont extrémement couteux et leur maintenance est également à considérer dès le début de la conception du projet.
GRUE-1

 

Les composants du bâtiment multi-étagé

L’efficacité de la structure dépend de l’efficacité de ces composants :

– Les Poteaux
– Les planchers
– Les contreventements

Sur le graphique on a représenté le poids d’acier en fonction du nombre d’étage. On y voit clairement que le nombre d’étage n’a pas d’influence sur la structure de plancher. En revanche, plus le nombre d’étage est grand, plus la composante horizontale reprise par le contreventement est importante. En ce qui concerne la dimension des éléments verticaux (poteaux), l’augmentation du ratio poids/surface/étage reste linéaire. La hauteur fait donc augmenter les coûts de construction mais si l’on tient compte que le prix du terrain reste identique , le projet peut s’amortir sur une surface habitable plus grande. Dans les grands centre urbain on estime que  la hauteur optimale pour ce genre de bâtiment qui se situe entre 50 et 80 étages.

BME-2

 Structure contreventé ou cadres rigides

La structure contreventé peut être réalisée  à l’aide de diagonales croisées. La création de rigidité est très importante et permet de réduire les déformations. Les planchers seront de même dimension d’où une certaine standardisation des profilés. En revanche un contreventement interdit certain positionnement d’ouvertures (en façades).

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La structure en cadre rigide offre une meilleure flexibilité architecturale. Son efficacité se limite à environ 25 étages. Il faut apporter plus de rigidité de la structure si l’on souhaite atteindre une plus grande hauteur. Un des inconvénients de ce système est que les planchers seront dimensionnés de façon différente selon la hauteur du bâtiment.

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Le cadre avec remplissage en maçonnerie peut être une alternative économique. Cette technique consiste à incorporer entre les colonnes des murs en brique de béton de façon à transmettre les efforts de cisaillement. L’augmentation du poids de la structure ainsi que la difficulté de raccord avec le plancher sont des inconvénients qu’il faut considérer.

i,namhe maçnnerieLe plan schématique de la structure

Il existe plusieurs schémas permettant de construire des bâtiments de grande hauteur. Tous respectent des principes de structures de base qui sont expliqués ci-dessous. Les charges verticales sont reprises par des colonnes jusqu’en bas du bâtiment. Les charges horizontales sont reprises par des (groupes de) murs appelés murs de cisaillement qui sont crées et connectés autour des cages d’ascenseur, d’escalier et des espaces de service. Ces éléments reprendront les charges de vent pour les transmettre en partie basse aux fondations :


cage asc-1Crédit 654gvre@flickr .com

Bulletin crédit suisse 5 /2015

Mise à jours 14-02-2016