Un projet de canopée en acier en forme d'arbre
L'objectif architectural du projet était de construire une sculpture ressemblant à un arbre. Le résultat structurel fut un pavillon/bandshell en charpente acier avec une canopée étagée et un système de branches. Cependant, le projet a évolué plusieurs fois à travers diverses configurations, notamment un dôme géodésique en verre et des feuilles en ailettes acier, avant de se conclure sous la forme d'une ossature en profilés creux (HSS) et tubes acier avec un platelage en bois.
En raison de la géométrie de la structure souhaitée, des assemblages complexes de profilés creux (HSS) et de tubes acier étaient nécessaires, avec plusieurs cas où de nombreux éléments convergeaient en un même point. Le caractère excentrique du chargement au vent sur la structure, notamment compte tenu de la nécessité de laisser une face sans poteaux pour servir de bandshell, a engendré des conditions de chargement complexes aux nœuds fortement sollicités.
Le défi des assemblages HSS
Lors de la conception d'assemblages HSS sur HSS, l'utilisation des formules normatives de l'AISC 360 est quasiment impossible car les assemblages doivent respecter les limites d'applicabilité. Ces limites figurent au Chapitre K de la Spécification AISC 360 pour les bâtiments en acier. En résumé, les limites portent sur l'angle entre les éléments, le rapport de largeur, l'excentricité de l'assemblage, les jeux, l'épaisseur de paroi, etc. Toutefois, la norme autorise le recours à l'analyse par éléments finis à la place.
Stability Engineering a utilisé l'application IDEA StatiCa Connection pour ces assemblages, leur permettant de modéliser tous les assemblages du projet, des assemblages simples aux nœuds complexes, sans aucune limitation.
Après avoir intégré le logiciel dans leurs flux de travail, Stability Engineering utilise l'application IDEA StatiCa dans d'autres projets présentant une multitude de configurations. Par rapport à la première itération de calculs manuels et à la compilation de résultats issus de plusieurs programmes pour tenter d'analyser pleinement les assemblages les plus complexes, cela a vraisemblablement permis d'économiser jusqu'à une journée de travail pour la conception finale.
L'utilisation d'IDEA StatiCa leur a non seulement fait gagner du temps, mais a également permis à leurs ingénieurs de produire des conceptions plus efficaces par rapport aux assemblages issus d'autres solutions logicielles et de tableurs. La modélisation par la Méthode des Éléments Finis de ces assemblages leur a également apporté un niveau de confiance plus élevé dans la conception.
Pourquoi IDEA StatiCa ?
Stability Engineering a tiré parti d'IDEA StatiCa en :
- Modélisant des assemblages à géométrie complexe
- Modélisant des assemblages HSS hors des limites d'applicabilité normatives
- Plusieurs éléments en un seul nœud
- Modélisant les excentricités de chargement
- Niveau de confiance plus élevé dans la conception
- Gain de temps par rapport aux calculs manuels
- Prise en main rapide car ils utilisaient IDEA pour la première fois dans ce projet
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