🤖 🧑🏾‍🤝‍🧑🏾 🎅🏾 Un gratte-ciel peut-il être emporté par le vent? 👰🏼 📪 👛

Lundi, une tempête de neige et un vent de force coup de vent ont frappé Saint-Pétersbourg - jusqu'à 23 m / s le long de la côte et un peu plus bas - dans d'autres régions.

Il y a quelques jours dans les rues de la ville ... (Photo d'ici )

Et un gratte-ciel peut-il souffler avec un tel vent? Et comment est-ce possible? Comprenons - bien sûr, avec l'exemple du centre de Lakhta en construction dans la capitale du Nord.

Climatologie de la construction. La tâche du vent

(Photo - d'ici ).

Le vent est l'un des éléments importants de la mauvaise réputation du climat de Saint-Pétersbourg. Il est généralement admis que la ville de la Neva est toujours «froide et soufflante». Mais, soyons honnêtes - si vous prenez le vent séparément, sans entreprise amicale sous forme d'humidité, de froid et de variabilité climatique, alors en soi, il ne sort pas du cadre de valeurs assez moyennes à travers le pays. Même ainsi: en Russie, il existe de nombreux endroits où il souffle beaucoup plus fort.

Carte des valeurs de la pression du vent pour différentes régions de la Russie ( source )

Bien sûr, dans le cas de Pétersbourg, il y a une différence dans la zone de la ville où le bâtiment est situé. Les zones les plus venteuses sont adjacentes au golfe de Finlande. La différence de vitesse du vent peut être de 3-4 m / s ou plus, bien sûr, en faveur de la côte.

Le prototype du folklore sur le thème de V.O. - une manche à air Wyoming , qui ne rend cependant pas un remake local de la blague moins populaire parmi ceux qui connaissent de première main la vie insulaire.

Le centre de Lakhta sera situé juste dans un quartier Primorsky aussi «venteux» - sur la rive du port, dans un endroit préféré des kiters et sympathisants qui, comme vous le savez, plus ils soufflent fort, mieux ils volent.
Mais même un tel vent "renforcé" ne peut pas endommager la tour. Mais cela peut gêner ceux de ses étages supérieurs, provoquant des fluctuations assez notables.

La réponse des concepteurs du Lakhta Center à ce défi climatique est la construction moderne de la stabilité du gratte-ciel: stabilisateurs + noyau + colonnes externes. Il protégera également la tour des cas plus extrêmes d'impacts «horizontaux».

La réaction du système de stabilité des gratte-ciel à une charge de contact horizontale (vent, impact)

Que sont les stabilisateurs dans un gratte-ciel?

Plancher stabilisateur - structures métalliques horizontales puissantes - partie intégrante du système de stabilité du supertoll. De tels éléments sont une sorte d'anneaux de rigidité pour un gratte-ciel, qui "gardent la forme" du bâtiment dans le plan horizontal.

La structure verticale est le cœur de la tour et les éléments horizontaux sont les stabilisateurs.

Ce schéma a d'abord été testé en Asie, une région de gratte-ciel et d'activité sismique accrue.

Les gratte-ciel oscillants à Tokyo ne sont pas rares.

Aujourd'hui, la technologie des stabilisateurs permet aux architectes de concevoir des gratte-ciel durables de différentes formes.

À quoi ça sert?

Les planchers stabilisateurs aident à répartir la charge entre le noyau et les colonnes. Même si la tour est exposée à un impact destructeur simultané (impact d'un avion) - les conséquences doivent être minimisées. En pratique, cela signifie que même si une partie des colonnes du périmètre est détruite dans le centre de Lakhta, les stabilisateurs répartiront la charge sur les éléments de stabilité restants.

L'hypothèse "si un avion vole dans la tour" après la tragédie du 11 septembre est devenue obligatoire dans la conception de tous les gratte-ciel et s'est reflétée dans les modifications des règlements techniques pour la conception et la construction de structures super hautes.

Un schéma similaire de stabilisateurs fonctionne - dans des conditions de vie moins extrêmes et simplement «en cas d'ouragan ou de vent standard: répartissez la charge puis éteignez-la.

Les systèmes de stabilisateurs peuvent être horizontaux, diagonaux, à deux étages ou sans poutres ou attaches verticales. La conception de chaque immeuble de grande hauteur est unique et, selon l'emplacement en hauteur, elle peut être différente au sein d'une même installation.

La structure interne du stabilisateur composite horizontal Lakhta Center. La hauteur de la ferme est de deux étages du bâtiment - 8,4 mètres

Pourquoi est-ce nécessaire?

Structurellement, les stabilisateurs remplissent plusieurs fonctions à la fois: augmenter la rigidité à la flexion d'un bâtiment, la résistance aux charges de vent et contrer l'effondrement progressif.

Qu'est-ce qu'un effondrement progressif?

Le mécanisme démontre le retrait d'une carte d'un château de cartes: un dessin responsable de la stabilité s'est effondré - tous les autres sont tombés. L'effondrement croît de façon exponentielle.

Les structures qui empêchent l'effondrement progressif sont l'une des conditions préalables après les événements du 11 septembre ( imgur.com ). Le

noyau central peut fournir une résistance suffisante au moment du renversement et empêche le bâtiment de «dériver». La question de l'introduction de stabilisateurs dans la structure de support est considérée si le bâtiment a plus de 40 étages.

Niveaux de stabilisateurs du centre de Lakhta

Ainsi, le vent provoquera une accélération tout en haut du bâtiment. Afin qu'avec ces accélérations, les gens se sentent à l'aise dans la tour, les fluctuations de fréquence doivent être contrôlées.

— , , — , « ». — , , , , , . , – , , . , , , , .

Sur la base des données des tests aérodynamiques, une décision a été prise sur les éléments stabilisateurs du système de stabilité de la tour. Le gratte-ciel du centre de Lakhta aura quatre étages de stabilisateurs et un cinquième stabilisateur atypique construit en dalle de béton armé de 1,5 mètre au 82e étage.

Disposition des niveaux de stabilisateurs dans le centre de Lakhta

Étant donné la torsion de la forme du centre de Lakhta et le bâtiment tournant à 89 degrés, la construction de planchers de stabilisateurs est une étape cruciale et un travail minutieux, comparable à la fondation. Avec l'exploitation subséquente du bâtiment, les planchers des stabilisateurs deviendront techniques. Ils pourront accueillir des équipements et des nœuds de communication.

Planchers stabilisateurs du centre de Lakhta

Grâce aux caractéristiques de conception décrites, la tour aura un minimum, en comparaison avec de nombreux autres gratte-ciel, une amplitude de vibrations horizontales. L'écart maximal sous l'influence du vent «moyen» de Saint-Pétersbourg au niveau de la plate-forme d'observation sera de 27 cm, cette valeur n'est pratiquement pas perceptible. Par exemple, les habitants de la tour de la Fédération ne remarquent aucun écart jusqu'à 46 cm de hauteur.

Quant aux cas plus extrêmes, selon les études, la charge de vent maximale sur un gratte-ciel sera d'environ 500 pascals. Un vent d'une telle force est attendu à Lahti une fois tous les 5 ans. Cela correspond à une vitesse du vent d'environ 30 m / s. A titre de comparaison, à peu près au même rythme, l'ouragan "Saint Judas" a fait le tour de la ville en 2013.

Et un autre indicateur important. Grâce à l'introduction de courroies stabilisatrices dans le système de stabilité de la tour, le gratte-ciel pourra résister à des tremblements de terre pouvant atteindre 6 points. C'est assez: pour Saint-Pétersbourg, l'activité sismique est rare - dans l'histoire de la ville il y en avait moins de 10, la force des chocs n'a pas dépassé 2-3 points selon Richter.

Pour que les piétons ne soient pas époustouflés

L'un des paramètres des tests aérodynamiques est le confort des piétons. Les gratte-ciel ont cette caractéristique: quand un grand bâtiment se tient à côté des autres, il y a une concentration de flux de vent. Ci-dessous, la vitesse du vent augmente. C'est ce que nous appelons souvent un «tuyau».

Un exemple classique de «tuyau» est une passerelle ou un passage étroit entre des maisons. Parfois, un «analogue» peut se former en raison de l'agencement mutuel infructueux des immeubles de grande hauteur.

Pour éviter l'inconfort des piétons, l'analyse du vent est effectuée au tout début de la construction.

Un fragment d'essais aérodynamiques de l'agencement du centre de Lakhta à Novossibirsk (vidéo accélérée).
La disposition est équipée de capteurs. La plate-forme avec le modèle de tour tourne, tandis que le «vent» souffle d'un côté. Le spécialiste souffle autour de la "tour", révélant la pire position du tracé par rapport au "vent". Une autre purge de la tour a eu lieu au Canada.

"Lorsque la vitesse de purge est connue, ils décident déjà s'ils doivent éloigner les bâtiments les uns des autres ou changer la forme des bâtiments", explique Sergey Nikiforov. - Un exercice similaire a été fait avec nous, au tout début. En conséquence, un bâtiment a été légèrement éloigné d'un autre pour créer une zone de confort avec des rafales de tourbillon.

Glacé et emporté par le vent. Dans le centre de Lakhta, une telle attraction n'est pas prévue.

-

Vidéo sur le sujet. Amortisseur - une alternative aux stabilisateurs