STAAD - création d'un ensemble de conception rentable optimisé pour résister aux contraintes structurelles - Inde occidentale

Situé dans le quartier prisé de Sarabhai, K10 Grand est un immeuble de bureaux pionnier qui définit de nouvelles normes pour les espaces commerciaux à Vadodara, dans le Gujarat, en Inde. La région a connu une croissance rapide du nombre de bâtiments commerciaux en raison de sa proximité avec l'aéroport local et la gare. K10 a retenu les services de VYOM Consultants en tant que consultant en structure pour le projet et les a chargés de concevoir un bâtiment qui réponde aux attentes les plus élevées de l'élite économique de Vadodara.

Ce projet INR 1.2 milliards se compose d’un sous-sol et de planchers 12, d’une superficie totale de 200,000 pieds carrés. La plupart des bâtiments de la région sont à usage mixte, les espaces de bureaux étant supérieurs à ceux des autres entreprises. Cependant, K10 souhaitant apporter quelque chose de nouveau dans la région, K10 Grand ne sera utilisé que pour les bureaux. Cette configuration limiterait l'interruption de la vie de bureau des habitants.

Surmontez les problèmes de conception pour créer de l'espace sans colonnes

Pour concevoir cette structure impressionnante, VYOM devait relever de nombreux défis. En raison de l'élévation et de la planification architecturale interne du bâtiment, l'organisation devait résoudre des problèmes de conception de la structure. L’équipe du projet a voulu créer un bâtiment avec trois tours et une structure centrale au centre. La structure fait saillie vers l'extérieur pour les six étages inférieurs, puis se resserre vers le haut pour les six étages supérieurs. La disposition des colonnes et des murs de coupe était difficile en raison de cette forme unique. En outre, l’architecte et le développeur ont insisté pour qu’il y ait un espace sans colonnes dans le hall d’entrée. Le noyau central devait abriter tous les services publics et il était difficile d'avoir une conception antisismique, car la forme du bâtiment attirait davantage de forces latérales. Enfin, la base du bâtiment était une base combinée et un radeau. Il était donc nécessaire d’évaluer soigneusement la structure avant la construction. Actuellement en phase de construction, le bâtiment devrait devenir une étape importante pour la région.

Structures de connexion pour une conception plus économique

Lors de la conception du bâtiment, le plan initial consistait à créer quatre bâtiments distincts: trois tours et une structure centrale. Cependant, lorsque VYOM a commencé à analyser la conception dans STAAD, l’équipe de projet a réalisé que cette proposition de conception initiale n’était pas économique. Au lieu de cela, l’équipe a utilisé STAAD pour créer une nouvelle conception optimisée afin d’être plus rentable. L’équipe du projet a décidé de relier tous les bâtiments, économisant ainsi temps et argent. Il était essentiel que l'équipe apporte ce changement avant la phase de construction.

Avec cette conception en place, VYOM a décidé où placer les colonnes de support structurel. STAAD a montré à l'équipe de projet que la forme du bâtiment présente des courbes considérables à partir du neuvième étage, rendant impossible la création de colonnes droites typiques car elles franchiraient le plan de construction. Les colonnes de talon n'auraient pas fonctionné non plus, car elles auraient considérablement abaissé les plafonds et gâché les projets de bureaux. VYOM a plutôt suggéré des colonnes droites pour les neuf premiers étages et des colonnes inclinées du neuvième au douzième étage. Ce plan maintiendrait l'architecture aussi longtemps qu'elle resterait dans les exigences du code IS.

Mise en place de poutres et de colonnes pour équilibrer la tension

Une autre fonctionnalité qui a aidé VYOM à créer cet espace unique était l’utilisation de poutres post-tendues. Les poutres ne pourraient pas être très profondes, car l'architecte voulait les plafonds les plus hauts possibles. De plus, le plan exigeait que les conduits passent le long de la poutre. Ces poutres, ainsi que les colonnes et les murs de coupe, empêchent la torsion dans le bâtiment, permettant ainsi au centre de masse et à la rigidité d'être adjacents. VYOM a disposé les colonnes de manière à ce que la force latérale repose complètement au centre du bâtiment. Tous les murs de coupe, les murs de levage et les colonnes ont été organisés de manière à pouvoir résister à 70% de la force latérale. Pour fournir un espace sans colonnes dans le hall, VYOM a utilisé des poutres et des dalles en porte-à-faux de pieds 20 pour le reste des étages du bâtiment.

À l'aide de STAAD, VYOM s'est rendu compte qu'il restait une zone de haute tension dans le bâtiment. Cette zone s'est produite au neuvième étage en raison de l'espacement des colonnes de classification. Le neuvième étage supporte une charge importante, il était donc nécessaire d'ajuster la conception. Une fois que l’équipe du projet s’est rendue compte de cette situation, les membres de l’équipe ont réussi à éloigner la force directionnelle des poutres du neuvième étage avec des renforts et des câbles placés sur les mêmes poutres.

Gain de temps de conception pour un lieu de travail du futur

En utilisant STAAD, VYOM a achevé la conception complète du bâtiment avec des dessins en un mois. STAAD a fait gagner un temps considérable à l’équipe du projet tout au long de la phase de conception, ce qui a permis de réaliser presque des itérations de conception 70 pour les approches de conception et la conception finale dans le mois. STAAD a réduit le temps nécessaire pour concevoir et analyser ces itérations. L'application permettait également à ces itérations et modifications de conception d'adhérer au code IS dans un environnement facile à utiliser.

La conception a répondu à toutes les exigences de l'architecte et du développeur, la construction étant en cours. Le bâtiment attendu depuis longtemps semble identique au modèle 3D, et les espaces commerciaux sont utiles sans aucun obstacle. Étant situé dans le centre-ville, K10 Grand permettra aux occupants de disposer de tout ce dont ils ont besoin, notamment des centres commerciaux, des hôpitaux, des supermarchés et des restaurants. L'espace comprendra un toit-terrasse, des espaces de conférence partagés, un salon, une salle de sport et une cafétéria, ce qui en fera un lieu de travail du futur.

Le projet innovant K10 Grand a été sélectionné comme finaliste du programme Year in Infrastructure Awards 2018 dans la catégorie « Structural Engineering ».

Poursuivant dans l’héritage, cette année, les organisations suivantes ont atteint la liste des finalistes de l’année dans le Programme de 2019 Infrastructure Awards dans la catégorie "Ingénierie des structures".

• FG Consultoria Empresarial pour le nouveau siège de Patrimonium, qui est réalisé en 100% dans la conception des structures BIM, Lagoa da Prata, Minas Gerais, Brésil
• Sterling Engineering Consultancy Services Pvt. Ltd. Pour Dhirubhai Ambani International Convention & Exhibition Centre, Mumbai, Maharashtra, Inde
• WSP pour la conception optimisée d'un sous-sol complexe sous l'emblématique Admiralty Arch, Londres, Royaume-Uni

Par Shimonti Paul