Les tremblements de terre sont l’une des forces les plus destructrices de la nature. Les Structures peuvent subir de graves dommages lorsqu’un tremblement de terre frappe. C’est pourquoi, les charges sismiques doivent être prises en compte lors de la conception des structures, en particulier des gratte-ciel.
parcourons ensemble le monde entier et découvrons les 5 meilleures structures antisismiques et apprenons comment les bâtiments peuvent être conçus pour résister à des charges sismiques extrêmes.
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comment les tremblements de terre se produisent-ils?,
en tant qu’ingénieur, afin de faciliter la résolution d’un problème, il est important de comprendre ce que c’est. Alors, qu’est-ce qu’un tremblement de terre et comment se produisent-ils?
Tout le monde connaît l’existence des plaques tectoniques et comment elles influencent le mouvement de la croûte terrestre. Les tremblements de terre se produisent lorsque ces plaques tectoniques se déplacent ou entrent en collision les unes avec les autres et libèrent de grandes quantités d’énergie. Ceci est mesuré en utilisant L’échelle de Richter.,
le mouvement de ces plaques tectoniques peut généralement être attribué à la convection du manteau, un phénomène où les courants chauds du manteau transportent des plaques de lithosphère comme un tapis roulant. Elle peut également être causée par la remontée flottante du manteau au niveau des dorsales médio-océaniques. Dans ce cas, la gravité fait que la plaque supérieure de la crête repousse la lithosphère qui se trouve plus loin de la crête. Une autre cause peut être la traction de la dalle; c’est un phénomène où les plaques plus anciennes et plus froides s’enfoncent dans les zones de subduction., Par la suite, la plaque de descente plus froide tire le reste de la plaque plus chaude le long derrière elle.
Le professeur Iain Stewart, géologue de L’Université de Plymouth, explique comment les tremblements de terre se produisent et comment ils affectent les structures dans ce court clip. Savoir que les ondes rayonnent à partir de la base d’une structure dans tout son corps est essentiel dans la conception de bâtiments antisismiques.,
l’Un des principaux éléments de toute parasismique du bâtiment est la base de l’isolement. Jetons un coup d’œil à ce que c’est exactement.
qu’est-ce que l’isolation de base?
l’isolation dite de base est une technique développée par des ingénieurs pour prévenir – ou du moins minimiser – les dommages aux bâtiments lorsqu’ils sont exposés à des tremblements de terre. Ces types de systèmes sont utilisés partout dans le monde et sont les plus répandus en Nouvelle-Zélande, en Inde, au Japon, en Italie et aux États-Unis.
Les constructions plus traditionnelles, comme les bâtiments à base fixe, ont tendance à être construites directement sur le sol., Bien que ce soit une pratique saine pour les endroits qui ne connaissent pas de tremblements de terre fréquents, il est fortement déconseillé sinon.
lorsqu’un tremblement de terre frappe, le sol (et le bâtiment qui y est attaché) se déplace avec le mouvement du tremblement de terre, causant des dommages massifs au bâtiment. Pour contrer cela, la plupart des bâtiments antisismiques sont isolés du sol d’une manière ou d’une autre.
Cela implique généralement de la flexibilité des roulements ou des plaquettes appelée base d’isolateurs., Ces types de systèmes se déplacent lors d’un tremblement de terre, mais ils se déplacent pour contrer les forces générées par le mouvement du bâtiment.
les isolateurs de Base fonctionnent de la même manière que les systèmes de suspension de voiture, qui permettent à un véhicule de voyager sur un sol accidenté en isolant l’intérieur et en absorbant les chocs du sol inégal, sans jeter les passagers à l’intérieur.
selon le centre D’apprentissage des Sciences, « lors d’un tremblement de terre, un bâtiment peut se déplacer d’environ 300 mm (11 po) ou plus par rapport au sol., Par conséquent, l’utilisation de l’isolement de la base signifie également qu’il doit y avoir un moyen de se déplacer pendant un tremblement de terre. Cela signifie généralement qu’un » espace hochet « ou un » fossé » doit être mis en place autour du bâtiment afin que le bâtiment ne s’écrase pas sur quelque chose à proximité. Les services de construction tels que l’eau, les égouts et l’électricité doivent tous être conçus pour s’adapter à ce mouvement sans être endommagés. »
bien que l’isolation de la base puisse être une grâce salvatrice pour de nombreux bâtiments en brique ou en pierre de taille moyenne et puisse renforcer ceux en béton, elle ne convient pas à tous les types de structures., Les isolateurs de Base ont tendance à avoir une capacité limitée à faire face à la tension.
cela signifie que les bâtiments plus hauts ont un risque très réel de renversement ou de renversement lors de tremblements de terre s’ils ont des isolateurs de base installés. Pour ces types de bâtiments, d’autres mesures sont nécessaires.
les isolateurs de Base ne conviennent pas non plus à certains sites pour d’autres raisons géotechniques et géographiques., Par exemple, il peut ne pas y avoir assez d’espace pour les installer.
ils nécessitent également un sol dur, pas un sol mou, pour fonctionner à une efficacité maximale.
Quels sont les différents types de tremblements de terre?
Un fait aléatoire sur les tremblements de terre: Saviez-vous qu’il y a des millions de tremblements de terre chaque année? Mais ne vous inquiétez pas, la plupart d’entre eux sont très petits et pratiquement imperceptibles.
certains d’entre eux, cependant, peuvent être incroyablement destructeurs, des bâtiments en ruine et voler les gens de leur vie et de leurs moyens de subsistance.,
Les tremblements de terre relèvent généralement de l’une de quelques catégories distinctes. Ce sont:
- tremblements de terre tectoniques.
- tremblements de terre volcaniques.
- effondrer les tremblements de terre.
- Explosion des tremblements de terre.
des tremblements de terre tectoniques se produisent aux limites tectoniques des plaques. Parfois, la friction entre les plaques tectoniques les fait se verrouiller ensemble et deviennent incapables de bouger. Cependant, le reste de la plaque continue à se déplacer, ce qui entraîne une pression accrue sur la section verrouillée., Finalement, la section verrouillée succombe à la pression et se brise, les plaques se déplacent rapidement, libérant de l’énergie et provoquant un tremblement de terre.
Les tremblements de terre volcaniques sont des tremblements de terre qui se produisent chaque fois que l’activité tectonique provoque également une activité volcanique.
Les tremblements de terre D’effondrement sont des tremblements de terre mineurs qui se produisent chaque fois que quelque chose comme une mine ou une caverne souterraine s’effondre.
Les tremblements de terre explosifs sont toute forme de tremblement de terre causé par une explosion massive, comme une détonation d’arme nucléaire. Comme les tremblements de terre d’effondrement, ceux-ci ont tendance à être très mineurs.,
les Tremblements de terre sont parfois causés par des activités humaines telles que l’injection de fluides dans des puits profonds, l’excavation des mines, et le remplissage de grands réservoirs.
la force relative de tous les tremblements de terre est mesurée à l’aide de L’échelle de Richter. Selon Michigan Tech, les plages typiques pour diverses magnitudes des tremblements de terre comprennent: –
| Magnitude | effets sismiques | nombre estimé chaque année |
| 2,5 ou moins | Habituellement pas ressenti, mais peut être enregistré par un sismographe., | 900,000 |
| 2,5 à 5.4 | Souvent ressenti, mais ne cause que des dégâts mineurs. | 30,000 |
| 5.5 à 6.0 | Légers dommages des bâtiments et autres structures. | 500 |
| 6,1 à 6,9 | Peut causer beaucoup de dégâts en très peuplées. | 100 |
| de 7,0 à 7,9 | tremblement de terre Majeur. De graves dommages. | 20 |
| 8.0 ou supérieur | Grand tremblement de terre. Peut totalement détruire les communautés près de l’épicentre., | un tous les 5 à 10 ans |
Si vous voulez en savoir plus sur ce que sont les tremblements de terre, L’entrée de L’Encyclopedia Britannica sur ce sujet est assez complète.
Quels sont certains des meilleurs bâtiments antisismiques au monde?
et donc, sans plus tarder, voici quelques-uns des meilleurs bâtiments antisismiques du monde entier. Cette liste est loin d’être exhaustive et n’est en aucun ordre particulier.
1., L’Aéroport international Sabiha Gökçen est l’un des bâtiments les plus antisismiques au monde
L’un des principaux aéroports desservant la ville historique D’Istanbul, il se trouve également être l’un des bâtiments les plus antisismiques au monde. Appelé Sabiha Gökçen, C’est l’un des deux aéroports internationaux D’Istanbul, en Turquie, situé près de la faille nord-anatolienne.,
Il a été conçu par la firme D’ingénierie Ove Arup pour avoir 300 systèmes d’isolateurs de base capables de résister à un tremblement de terre jusqu’à un maximum de 8,0 Mw (magnitude de moment). Les isolateurs de base peuvent réduire les charges sismiques latérales de 80%, ce qui en fait l’une des plus grandes structures sismiquement isolées au monde.
l’une des principales caractéristiques de l’aéroport qui le rend si résistant aux tremblements de terre est son soi-disant « dispositif de pendule à triple friction ».,
Architects Journal explique que « l’ensemble du terminal repose sur une plate-forme qui est, dans une large mesure, isolée du sol. Cela a permis à l’équipe de concevoir le terminal Presque comme s’il était situé dans un endroit non sismique, et d’inclure des caractéristiques telles que de grandes portées, car la plate-forme et les dispositifs pendulaires signifient que les mouvements latéraux violents du sol ne l’affecteront guère. »
Le roulement pendulaire à triple friction de l’aéroport a été fabriqué par Earthquake Protection Systems (EPS)., Ils utilisent le principe d’un pendule de base pour prolonger l’isolement d’une structure lors de tremblements de terre graves.
lorsqu’un tremblement de terre frappe la structure, les structures antisismiques de l’aéroport se déplacent avec de petits mouvements de pendule. Les déplacements induits par les tremblements de terre se produisent principalement dans les roulements, de sorte que les charges latérales et les mouvements transmis à la structure sont considérablement réduits.,
la pyramide Transamérique peut vraiment prendre un battant et rester debout
La Pyramide Transamérique est une structure emblématique des années 1970 située dans la ville californienne de San Francisco, qui se trouve près des failles de San Andreas et Hayward. En 1989, le tremblement de terre de Loma Prieta a frappé la région à une magnitude de 6.,9 Mw, ce qui a fait osciller l’étage supérieur de la structure de près d’un pied (30 cm) d’un côté à l’autre pendant plus d’une minute, mais le bâtiment était haut et intact.
Cet exploit de résistance aux tremblements de terre peut être attribué à la fondation en acier et en béton de 52 pieds de profondeur conçue pour se déplacer avec des charges sismiques. Les charges verticales et horizontales sont soutenues par un système de fermes unique au – dessus du premier niveau, avec des cadres intérieurs s’étendant jusqu’au 45ème niveau., La combinaison complexe de ces systèmes structurels rend le bâtiment résistant aux mouvements de torsion et permet l’absorption de grandes forces de cisaillement horizontales.
le Burj Khalifa est également spécialement conçu pour résister aux tremblements de terre
ce gratte-ciel ne nécessite pas vraiment d’introduction. Le Burj Khalifa est tout simplement l’une des structures supertall les plus emblématiques au monde. Il se trouve également être un bâtiment antisismique!,
la structure est composée de planchers mécaniques où des murs Stabilisateurs relient les colonnes périmétriques aux murs intérieurs. Ce faisant, les colonnes périmétriques sont capables de supporter la résistance latérale de la structure. La verticalité des colonnes aide également à supporter les charges gravitationnelles.
En conséquence, la Burj Khalifa est exceptionnellement rigide dans les directions latérale et de torsion. Un système complexe de conception de base et de fondation a été dérivé en effectuant des études sismiques et géotechniques approfondies.,
Taipei 101 est un autre des meilleurs bâtiments antisismiques du monde
Taipei 101 est peut-être l’un des gratte-ciel supertall les plus fascinants au monde. Le design extérieur (par C. Y. Lee) a été inspiré par la phrase, « nous grimpons pour voir plus loin ».
en mettant de côté l’architecture, le fait hallucinant de Taipei 101 est qu’il abrite le plus grand amortisseur de masse accordé (TMD) au monde!, C’est essentiellement une boule de métal géante qui contrecarre les grandes charges transitoires comme le vent et les tremblements de terre pour réduire le balancement de la tour supertall.
le TMD est soutenu par des bras amortisseurs hydrauliques et des systèmes de pare-chocs qui fonctionnent de la même manière que l’amortisseur d’une voiture. Lorsque de grandes forces agissent sur la tour, le TMD se balance dans la direction opposée, amenant l’ensemble du bâtiment en équilibre en atténuant les forces transitoires en utilisant la masse de la balle. Etonnant, non?
Ce système d’amortisseur de tremblement de terre est situé entre le 87ème étage et le 92ème niveau.
Philippine Arena se trouve également être un bâtiment résistant aux tremblements de terre
L’arène Philippine est la plus grande arène en forme de Dôme du monde et est une structure antisismique étonnante., Il appartient au groupe chrétien Iglesia Ni Cristo (INC) qui a commandé cette arène de 55 000 places pour son 100e anniversaire il y a trois ans, le 27 juillet 2014.
il est également la pièce maîtresse de la zone d’entreprise touristique appelée Ciudad de Victoria à Bulacan, Philippines. L’arène a été conçue par le cabinet D’architecture Australien Populous et le cabinet D’ingénierie D’élite Buro Happold.
la plaque Philippine se trouve le long de la soi-disant ceinture de feu du Pacifique, qui abrite la chaîne de failles sismiques la plus notoire et la plus active au monde., Les tremblements de terre précédents dans le pays ont atteint jusqu’à 8.2 Mw, et ont coûté la vie à des milliers de personnes. Les activités sismiques ont également été responsables d’éruptions volcaniques et de tsunamis dans la région.
Le vaste toit du stade de Philippine Arena, s’étendant sur 170 m, a été conçu pour résister à des charges transitoires sévères telles que les tremblements de terre, les vents et les typhons. Lors d’un tremblement de terre, les charges latérales qui génèrent dans toute la structure peuvent atteindre jusqu’à 40% de sa masse.,
Buro Happold a habilement répondu avec une conception de base indépendante pour l’ensemble de la structure, ce qui signifie que le corps structurel principal de l’arène est isolé de sa base et de sa fondation. L’espace entre la structure principale et le système de base de base est composé de roulements en caoutchouc plomb (LRB) qui sont un agencement flexible de matériaux avec des propriétés de dissipation d’énergie élevées.
cela permet au système de base et de fondation de se déplacer librement avec la force du tremblement de terre, tandis que la structure supérieure reste stationnaire. C’est vraiment un exploit d’ingénierie sismique incroyable!,
C’est tout pour le moment, folk.
Alors, la prochaine fois que vous visitez l’un de ces structures, prenez un moment pour apprécier non seulement l’esthétique architecturale, mais aussi les magnifiques exploits d’ingénierie qu’ils ont à offrir.
bien qu’il n’y ait aucun moyen de vaincre la puissance impressionnante de la nature, nos ingénieurs peuvent bricoler avec les outils à portée de main pour au moins tenter de l’apprivoiser. Ces bâtiments, ainsi que d’autres bâtiments antisismiques dans le monde entier, témoignent de l’ingéniosité de l’homme et de la compétence des ingénieurs à l’origine de leur construction.