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Soutien à la construction pour la rétention de façade

Budapest

Dans le cadre d'un projet de réaménagement du Bem Center à Budapest, en Hongrie, STEELEXPERT Ltd. a été chargée de concevoir une solution temporaire de rétention de façade. L'objectif était de préserver la façade du bâtiment pendant que la structure intérieure est reconstruite pour s'adapter au nouveau concept. IDEA StatiCa a été utilisé pour concevoir les assemblages d'une structure acier modulaire, légère mais robuste, capable de résister aux vents et de s'intégrer dans l'infrastructure dense du centre-ville.

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À propos du projet

Le Bem Center, qui surplombe la place Bem au bord du Danube, remonte au XIXe siècle et constitue l'un des monuments les plus importants de Budapest. La partie principale du bâtiment, la caserne Radetzky, a été le théâtre d'une manifestation clé de la Révolution hongroise de 1956, devenant ainsi un symbole et une partie intégrante de la mémoire de la ville.

Après plusieurs décennies d'abandon, le bâtiment délabré a finalement été programmé pour une réhabilitation dans le cadre du projet Bem, qui vise à créer un nouveau complexe immobilier à partir de l'ancienne caserne et du bloc de bâtiments adjacent. Toutes les parties doivent être reliées en un ensemble moderne qui correspond au XXIe siècle tout en rendant hommage à l'histoire. À partir de 2023, le complexe accueillera un hôtel et un immeuble de bureaux, et son passage partiellement ouvert devrait abriter des commerces et des cafés. La restauration de la place Bem elle-même fait également partie du projet, afin que ce lieu puisse redevenir un espace social animé pour les habitants comme pour les touristes visitant Budapest.

Défis techniques

Compte tenu de la valeur historique et architecturale du Bem Center, la préservation de la façade historicisante et de ses ornements est devenue la priorité du projet. L'intérieur du bâtiment, cependant, était en mauvais état et destiné à la démolition, de sorte qu'une solution temporaire pour maintenir la façade en place était nécessaire. Cela a présenté un certain nombre de défis importants.

Avant tout, la structure devait soutenir la façade pendant que le reste du bâtiment était démoli, tout en offrant une protection fiable contre les séismes et les vents forts survenant sur le site. Cependant, il n'était pas possible de soutenir la structure à l'avant du bâtiment en raison du dense réseau souterrain de réseaux publics tels que les canalisations d'eaux usées, l'eau, le gaz, l'électricité (y compris l'alimentation haute tension), les télécommunications et le câblage des feux de circulation. Il n'y avait pas suffisamment d'espace pour un appui extérieur, même mince, de sorte qu'une solution technique spéciale devait être conçue.

En plus des exigences et contraintes mentionnées ci-dessus, des fouilles archéologiques étaient prévues dans la zone à cette occasion, de sorte que la structure de soutien devait permettre un contreventement latéral supplémentaire pour compenser les couches de sol retirées.

Solutions et résultats

Comme indiqué, il n'était pas possible d'utiliser un ancrage souterrain de la structure acier à l'avant du bâtiment. Pour atteindre la rigidité requise, STEELEXPERT a décidé d'utiliser un système de treillis orthogonal (vertical et horizontal). La partie délicate consistait à soutenir l'ensemble de la structure depuis l'intérieur du bâtiment ; à cette fin, des poteaux verticaux ont été ancrés dans le sol derrière le mur et reliés à la structure frontale par des contreventements en V à travers les fenêtres de la façade.

Le système structurel orthogonal – treillis verticaux et horizontaux, directement connectés au mur en maçonnerie – peut assurer la stabilité et l'intégrité de l'ancien mur en maçonnerie jusqu'à une vitesse de vent de 40 km/h. Cependant, la phase de construction du projet était prévue pour durer jusqu'à un an et demi, ce qui était suffisamment long pour qu'une tempête majeure ou une activité sismique survienne pendant cette période, de sorte que des mesures supplémentaires étaient nécessaires pour maintenir l'intégrité structurelle du mur dans des conditions plus extrêmes. Pour y parvenir, STEELEXPERT a mis en œuvre trois poutres pour distribuer les efforts entre les ossatures verticales, et cinq longues diagonales de contreventement à l'arrière de la façade, ancrées sur des fondations sur pieux.

La structure acier complète maintenant la façade pesait 110 tonnes et comportait environ 20 types d'assemblages différents. STEELEXPERT les a conçus à l'aide d'IDEA StatiCa. Les plus complexes étaient les assemblages entre les poutres horizontales et les diagonales de contreventement, ainsi que ceux entre les poutres et les contreventements en V reliant les poutres à l'ossature en treillis à l'avant. Avec de nombreux angles et excentricités différents, ces assemblages auraient été extrêmement difficiles à réaliser manuellement.

Certains assemblages présentaient une géométrie si complexe que sans IDEA StatiCa, les calculs corrects et surtout les optimisations n'auraient tout simplement pas été possibles.

Csaba Bán

Ingénieur structure senior, PDG & Propriétaire – STEELXPERT Ltd.

Hongrie

À certaines étapes des travaux de construction, certaines des diagonales de contreventement étaient prévues pour être retirées afin de laisser la place aux excavatrices et aux importants travaux souterrains. Cette distribution temporaire inégale des efforts devait être incluse dans les calculs. IDEA StatiCa a aidé STEELEXPERT à s'assurer que la construction était optimalement rigide et pouvait également résister à ces phases.

Après de nombreuses années de calculs manuels, nous disposons enfin d'un outil logiciel qui nous aide vraiment à surmonter les défis auxquels nous sommes confrontés.

Csaba Bán

Ingénieur structure senior, PDG & Propriétaire – STEELXPERT Ltd.

Hongrie

IDEA StatiCa offre une riche sélection de modèles, ce qui a évité aux ingénieurs de STEELEXPERT la difficulté de concevoir les assemblages de zéro, et la présentation ultérieure de la géométrie et la vérification finale ont été facilitées grâce au générateur de rapports d'IDEA StatiCa.

La coopération avec les autres équipes s'est déroulée sans heurts grâce au visualiseur en ligne d'IDEA StatiCa. Le dessinateur acier pouvait obtenir une conception complète réalisée par STEELEXPERT et la consulter facilement en 3D, avec rotation incluant tous les détails, dans le pratique outil en ligne.

Dans l'ensemble, les avantages d'IDEA StatiCa ont permis d'accélérer considérablement l'avancement du travail. L'ensemble de la phase de conception acier a pris deux à trois mois, et les ingénieurs de STEELEXPERT s'accordent à dire que concevoir tous les assemblages de zéro et effectuer tous les calculs manuellement aurait représenté 1,5 mois de travail supplémentaire. En d'autres termes, la durée totale du projet aurait doublé. Ils soulignent également que le calcul correct de certains des assemblages complexes n'aurait pas été possible du tout, ce qui les aurait obligés à opter pour une solution sous-optimale. IDEA StatiCa a permis de résoudre tous les défis sans compromis.

IDEA StatiCa est un excellent outil qui nous a beaucoup aidés. Sans ce logiciel et une bonne maîtrise de celui-ci, il est impossible d'être compétitif sur ce marché.

Csaba Bán

Ingénieur structure senior, PDG & Propriétaire – STEELXPERT Ltd.

Hongrie

À propos de STEELEXPERT

STEELEXPERT Ltd. est une société de conception acier basée à Budapest, en Hongrie. Son fondateur et directeur général, Csaba Bán, est un ingénieur structure principal avec plus de 25 ans d'expérience dans la conception en ingénierie acier et la simulation numérique de la dynamique structurelle, de la rupture et de la fatigue. Les domaines d'expertise comprennent le renforcement et la réhabilitation avec l'acier, les structures acier spéciales et l'analyse des équipements mécaniques. La société se distingue par une approche holistique des défis techniques, des compétences analytiques supérieures et des résultats de haute qualité.