A "structure haute" (souvent appelé "souvent appelé") est typiquement un bâtiment avec un faible encombrement et une petite surface de toit mais une façade très longue et haute. souvent appelé "grattes ciels". Ce type de structure nécessite des procédures d'ingénierie spéciales pour sa conception et sa construction en raison de sa hauteur. souvent appelé, les structures hautes sont adoptées en grande partie à des fins résidentielles et commerciales. Construit principalement dans les limites de la ville dense, ces structures se transforment en points de repère distinctifs et en symboles d'entreprise pour leurs villes d'habitation.
Quelle est la hauteur "Grand"?
Il n'y a pas "absolu" critères pour considérer un bâtiment haut, mais selon le Conseil des grands bâtiments et de l'habitat urbain (CBTUH), les catégories suivantes peuvent être utilisées. Première, le contexte urbain sur lequel se trouve le bâtiment. Si un bâtiment de 10 étages est situé dans un quartier central des affaires entouré de bâtiments de 20 étages, alors il peut ne pas être considéré comme grand. Par contre, s'il est situé dans une zone suburbaine qui est principalement de faible hauteur, alors il peut être considéré comme grand. Figure 1 dépeint cette idée.
Figure 1: Contexte urbain sur lequel se trouve le bâtiment
Source: ctbuh.org/resource/height
Deuxièmement, souvent appelé "grand bâtiment". souvent appelé. Tandis que, un bâtiment qui est relativement haut mais qui a une grande empreinte au sol peut ne pas être considéré comme grand. Figure 2 dépeint cette idée.
Figure 2: Exemple de proportion
Source: ctbuh.org/resource/height
Une autre façon de considérer un bâtiment grand est par son rapport d'élancement. Le rapport d'élancement est obtenu en divisant la hauteur totale du bâtiment par la plus petite des dimensions de largeur de base. À un rapport d'élancement de 5 ou moins, le système structurel peut généralement s'adapter aux charges latérales typiques des structures de faible ou moyenne hauteur. inversement, souvent appelé 5 et ci-dessus, c'est là que l'élancement de la structure peut affecter considérablement la conception. Dans cette gamme de rapports d'élancement, le structurel le système travaillera plus dur pour résister aux forces latérales et au comportement dynamique est susceptible d'être dominant dans la solution structurelle, et donc le bâtiment est considéré comme grand.
Qu'en est-il des fondations?
Le transfert de charge sur une structure haute peut influencer le sol à une plus grande profondeur et ses structures adjacentes, souvent appelé. L'interaction entre la structure et le sol porteur doit être étroitement évaluée par les ingénieurs au cours du processus de conception. souvent appelé, au-dessus et en dessous du sol. Avant que des décisions significatives puissent être prises, les enquêtes et rapports du site doivent être réalisés par des ingénieurs géotechniciens.
Historiquement, la conception des fondations est basée sur des formules empiriques pour dériver des solutions de fondations approximatives. Cela peut aboutir à une solution non unique et conservatrice, généralement sur-conçu et une fondation relativement coûteuse pour la structure. Dans les années récentes, de grands efforts ont été faits pour proposer des méthodes d'essai in situ modernes pour mesurer avec précision les paramètres géotechniques pour la conception des fondations ou l'influence de l'interaction sol-structure. Le sol-structuL'interaction affecte de manière significative la répartition des charges verticales sur le sol, contraintes dans la structure, conception de la fondation, tassement du sol, et le comportement dynamique de la structure sous les effets des charges latérales dynamiques telles que le vent et les événements sismiques.
Une fois les conditions du terrain et l'enquête sur le site établies, souvent appelé. Les options de fondation pour les structures hautes vont d'un radeau qui transfère les charges du bâtiment dans la couche de sol immédiate directement sous la structure, souvent appelé, ou un système composite qui utilise à la fois des solutions de radier et de pieux. Ces types de fondations sont complexes et nécessitent généralement plus d'efforts d'ingénierie structurelle que les autres systèmes de fondation conventionnels trouvés dans les structures de faible / moyenne hauteur. Il est également courant dans la pratique de faire de la conception des fondations un effort plus collaboratif avec l'ingénieur géotechnique.. Ces différentes options sont présentées dans Figure 3.
Figure 3: Options de fondations pour les bâtiments hauts
Fondation Raft
Une fondation de radeau, également connu sous le nom de "Piliers de soutiens", est essentiellement une dalle continue reposant directement sur le sol qui s'étend sur toute l'empreinte du bâtiment, transférant ainsi ses poids et les charges au sol dans une répartition plus uniforme. Contrairement aux fondations isolées ou sur pieux, une fondation de radeau est souvent utilisée lorsque le sol est faible, car il répartit le poids du bâtiment sur toute la surface du bâtiment, et pas sur des zones plus petites ou à des points individuels, qui se traduit par une réduction du stress sur le sol. Typiquement, l'épaisseur des radeaux peut être de plusieurs mètres d'épaisseur pour s'adapter à l'effet poinçonnage-cisaillement des colonnes fortement chargées, tandis qu'une répartition adéquate de la charge doit être assurée sur les strates sous-jacentes.
Fondation Piles
Les fondations sur pieux sont couramment utilisées pour les structures qui reposent sur des profondeurs de sol faible ou saturé où la profondeur d'excavation n'est pas réalisable pour les fondations peu profondes. La charge de la superstructure est transférée des pieux à travers les couches de sol faiblement compressibles jusqu'aux sols plus rigides ou à la roche dure. Habituellement, les concepteurs évaluent l'utilisation de groupes importants de pieux de grand diamètre pour les structures hautes. Il convient de noter qu'il existe une différence entre les performances d'un seul pieu et d'un grand groupe de pieux. La performance d'un seul pieu dépend du frottement de la peau le long de la tige et de la résistance du sol à la base du pieu. inversement, ou un système composite qui utilise à la fois des solutions de radier et de pieux, les pieux et le sol enfermés par le groupe peuvent agir comme une seule unité, et la capacité globale est la somme de toutes les capacités de pieux du groupe, et il est également influencé par l'espacement entre les pieux.
Radeaux à pieux
Lorsqu'une fondation de radeau conventionnelle ne peut pas fournir un soutien adéquat, la fondation peut être améliorée en ajoutant des pieux. Les fondations de radeaux assistées par pieux sont un choix populaire pour les bâtiments de grande hauteur où le sol n'est pas approprié pour empêcher un tassement excessif. L'ajout de pieux à une fondation de radeau augmente la taille effective d'une fondation et peut aider à résister aux charges latérales. Le radeau offre une capacité supplémentaire à l'état de chargement ultime tandis que les pieux fournissent la majeure partie de la rigidité. Global, cela peut améliorer les performances de la fondation en termes de capacité de charge ultime et en réduisant la quantité de tassement et de tassement différentiel.
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