À propos du projet
En utilisant REVIT pour tous les dessins, le partage exhaustif de fichiers CAO et la gestion des flux de travail, CRAFT a pu tirer parti de l'outil (et de son intégration avec RFEM) pour configurer leur modèle de structure sur la base de l'analyse structurelle.
Ils souhaitaient également réaliser la conception de leurs assemblages dans RFEM, mais celui-ci ne prenait pas en charge des assemblages aussi complexes. Ils se sont donc tournés vers IDEA StatiCa.
Les ingénieurs se tournent généralement vers SolidWorks ou Fusion 360 pour configurer leurs propres calculs. Mais ils ignorent souvent le temps et les efforts que cela demande. IDEA StatiCa propose des fonctions de modélisation de fabrication et des assemblages très bien définis, ainsi que la flexibilité nécessaire pour créer des sections personnalisées en termes d'éléments de raidissement. Il offre également un système performant pour effectuer des vérifications normatives sur les éléments structurels, vous permettant de vous concentrer uniquement sur la résolution des problèmes de conception.
Trevor Chou
Ingénieur de projet
Avec une hauteur d'étage moyenne de 10 ft (3 m), le portique à deux niveaux est composé de deux travées de 21 ft (6,4 m) et 14 ft (4,3 m).
L'architecte a conçu une structure à étage souple afin de laisser un espace entièrement ouvert pour la zone de balcon, sans contreventements ni appuis apparents. L'équipe a donc dû concevoir un encorbellement de balcon thermiquement isolé et non étayé, pour lequel elle a choisi de combiner un portique avec des poutres en bois LVL multicouches de grande hauteur, croisées avec des poutres flitch orthogonales pour former les porte-à-faux et les travées de retour.
Le nœud d'assemblage acier résultant a été conçu pour résister aux efforts et aux moments selon les deux axes orthogonaux. Initialement, ils souhaitaient utiliser un moyeu central en section creuse, mais celui-ci s'est révélé incapable de résister aux moments élevés provenant de la poutre du portique en raison d'une rigidité hors plan insuffisante dans les parois de la section en caisson.
Nous avons dû revoir la conception. Heureusement, la possibilité de visualiser comment les efforts peuvent être transmis aux différents éléments dans IDEA StatiCa nous a conduits à une meilleure solution. Nous avons décidé d'opter pour un nœud en profilé à larges ailes, car il assure une excellente continuité selon les deux axes orthogonaux et permet une transition fluide des efforts entre les éléments.
Trevor Chou
Ingénieur de projet
L'assemblage acier a été repensé avec une section à larges ailes afin d'assurer la continuité dans les deux axes tout en garantissant une transmission plus directe des efforts et des moments vers le centre du moyeu.
De plus, les éléments du balcon nécessitaient que l'acier traverse en continu la ligne thermique du bâtiment ; l'équipe a donc intégré un joint de rupture thermique (en matériau personnalisé) pour réduire les risques de déperdition thermique et de condensation.
Ils ont utilisé Dlubal RFEM pour analyser et dimensionner les éléments de structure, et IDEA StatiCa pour concevoir des assemblages complexes dans plusieurs matériaux.
IDEA StatiCa offre la flexibilité de créer des matériaux personnalisés et des éléments avec des géométries complexes et des modèles pour les assemblages bois-acier, ce qui réduit considérablement le temps nécessaire à la mise en place du modèle.
Trevor Chou
Ingénieur de projet
Défis d'ingénierie
Les défis de ce projet étaient nombreux.
Comme nous l'avons déjà vu, non seulement le bâtiment était situé au sommet d'une falaise escarpée et devait pouvoir résister à des vents violents sans voiles de contreventement ni contreventements, mais pour compliquer davantage les choses, le balcon thermiquement isolé et non étayé introduisait une seconde direction de conception orthogonale au portique principal — ce qui signifie que la résistance au cisaillement, à l'effort axial et au moment devait être assurée dans 2 directions aux nœuds.
La conception initiale était prévue comme un système tout acier. CRAFT travaillait donc avec une topologie de bâtiment de type acier, avec pour objectif d'en réaliser le maximum en bois de structure et en bois d'ingénierie.
Bien que la conception des assemblages en bois ne soit pas prise en charge par IDEA StatiCa, l'outil était capable de fournir les efforts aux positions spécifiques des boulons. L'équipe pouvait ensuite transférer facilement ces résultats vers sa feuille de calcul interne (pour les vérifications de portance des boulons conformes aux codes bois) afin de vérifier la distribution des efforts et de finaliser la conception structurelle de l'assemblage.
Cela nous a permis de prototyper rapidement les assemblages dans IDEA StatiCa – en modifiant la taille des boulons, l'espacement et les configurations de disposition, etc. – puis d'obtenir facilement les efforts révisés dans les boulons pour les exporter vers nos propres feuilles de calcul.
Martyn Sheard
Ingénieur de projet senior
Solutions et résultats
Achevée en 2022, la maison individuelle à deux niveaux de Martha's Vineyard est un exemple remarquable de conception architecturale et structurelle de haute qualité.
Grâce à l'utilisation du logiciel IDEA StatiCa et à une collaboration étroite avec l'architecte, le consultant thermique et le fabricant, CRAFT a réussi à transformer un ossature entièrement en acier en une solution hybride bois, réduisant la quantité d'acier nécessaire et maintenant la structure du bâtiment en accord avec la construction locale traditionnelle.
À propos de Craft | Engineering Studio
Basé à New York, CRAFT fournit des services de conseil en ingénierie structurelle pour la construction de projets résidentiels, commerciaux et spéciaux neufs (et la modification de projets existants), dans des matériaux traditionnels et non traditionnels.
Studio d'ingénierie structurelle visionnaire, l'équipe CRAFT est passionnée par le dialogue permanent entre l'ingénierie structurelle et l'architecture. En alliant leur expérience et leur ouverture d'esprit aux meilleurs outils de calcul et d'analyse, CRAFT est en mesure d'offrir à ses clients des solutions efficaces, pratiques et innovantes en matière de conception structurelle — idéales pour les architectes et les concepteurs à la recherche de nouvelles approches en ingénierie structurelle.
En tant qu'ingénieur de projet, Trevor Chou apporte son expérience dans la réalisation de la conception et de l'analyse structurelles pour les bâtiments de grande hauteur et le logement commercial (selon les codes de construction américains et chinois), et est passionné par l'intégration de ses connaissances en architecture et en ingénierie.
Martyn Sheard est ingénieur de projet senior au sein du cabinet et possède douze ans d'expérience en conception et gestion de projet sur une large gamme de types et d'échelles de projets, avec un intérêt particulier pour l'ingénierie des structures en bois massif.
Martyn Sheard et Trevor Chou ont remporté le prix de la catégorie Structures à petite échelle lors de l'IDEA StatiCa Excellence Award 2021, devançant 100 autres candidats dans cette catégorie.
Découvrez ce que les ingénieurs disent du projet
Construction de maison individuelle
Construction de maison individuelle
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Détail d'assemblage
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Détail d'assemblage
Détail du modèle d'assemblage
Détail du modèle d'assemblage
