Nemetschek Structural User Contest 2013

26 X1 Category 1: Buildings Le maître d’ouvrage, l’Institut Le Rosey à Rolle, entreprend la construction d’un bâtiment ayant pour but d’accueillir une salle de concert philarmonique et des salles de cours, afin de renforcer le parc de bâtiments existants. L’ouvrage a une forme de dôme (demi-sphère) et se compose d’une structure en béton recouverte par une charpente métallique, elle-même enveloppée par des panneaux inox à sous-structure bois. L’ouvrage se subdivise en 5 niveaux principaux soit: • Local technique, destiné à accueillir tous les monoblocs et autres équipements techniques. • Niveau sous-sol (uniquement en partie sud), avec un restaurant, des chambres d’hôtel et loges, ainsi qu’une “black box” destinée au théâtre et à la musique. • Niveau rez-de-chaussée, se composant de salles de cours dédiés aux arts, un foyer, un magasin, divers locaux techniques sur la partie est et des chambres en partie sud. • Niveau 1er étage, comprenant une bibliothèque et diverses salles de cours. • Niveau des deux terrasses, avec au nord des installations techniques et au sud des surfaces ouvertes au public et dédiées à la détente. • La “Box-in-box” ou la salle de concert philarmonique composée d’une scène, d’un parterre et de plusieurs balcons pouvant accueillir, au total, 800 spectateurs. Le système porteur est composé de murs et dalle en béton armé coulé en place et de colonnes en béton armé, dont la plupart sont préfabriquées. Cette structure est recouverte par la charpente métallique soutenant une couverture en acier inox. Les façades sont en verre autoporteur. La salle philarmonique, au centre du bâtiment, est complètement isolée phoniquement du reste de la structure et du sol par des boîtes à ressorts et un joint, servant à la fois à délier la “Box-in-box” du reste de la structure mais aussi de joint parasismique. Ce dernier permet d’éviter toute collision de la boite avec le reste de la structure. Un soin tout particulier est apporté au traitement de surface des dalles et murs qui sont en béton apparent. En effet, un calepinage rayonnant en coordinations avec les éléments techniques a été mis en place. Enfin, les effets des sous-pressions hydrostatiques dues à la présence de la nappe phréatique à 2 m de profondeur, ont nécessité la mise en place d’un système de rabattement de la nappe, pendant toute la durée de la construction de la structure, afin de garantir la stabilité de l’ouvrage. Le logiciel Scia Engineer nous a permis de résoudre les nombreuses difficultés techniques du projet en modélisant l’ensemble de la structure ou des éléments particuliers afin d’analyser le comportement global et local. Nous avons réussi, grâce aux diverses possibilités du logiciel, à modéliser et résoudre les éléments particuliers comme : • Les effets des sous-pressions. • Les efforts en service des ressorts ou nous avons du évaluer les efforts réels et non pas les efforts donnés dans les normes afin de garantir l’isolation phonique de la Box-in-box. • Les effets combinés et l’interface entre la charpente métallique et la structure béton. • Les tassements potentiels ainsi que les contraintes au sol dans un terrain de qualité médiocre. En résumé, 3 modèles principaux ont été utilisés soit : • Un modèle global avec le radier sur des appuis à ressorts (module de réaction). • Un modèle spécifique pour la charpente, sur appuis fixes. • Un modèle global pour le béton sur appuis fixes. La grande souplesse du logiciel nous a permis d’étudier dans un temps raisonnable les diverses difficultés et de tester les différents paramètres afin de vérifier l’exactitude de nos hypothèses et calculs. Software: Scia Engineer Carnal Hall - Rolle, Suisse

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