Nouveau Campus construit à Arlesheim, Suisse

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453x

Façade en treillis métallique

L'agencement du bâtiment est conçu pour offrir une flexibilité totale liée à l'absence de poteaux dans les zones de production.

En adéquation avec la stratégie adoptée par l'Industrie 4.0, le processus de planification est également numérisé; spécifiquement appliqué à l'analyse structurale ainsi que dans l'élaboration de tous les plans et documents nécessaires.

Le bâtiment se compose d'un sous-sol incluant un parking souterrain, d'un premier étage avec une grande hauteur sous plancher et dépourvu de poteaux ainsi que de trois étages supplémentaires. La configuration des deux étages supérieurs présente un porte-à-faux s'étendant dans toutes les directions en partant des côtés du bâtiment et sont positionnés sur des treillis bordant les quatre flancs de la charpente. Ces structures en treillis s'étendent sur toute la hauteur des deux étages supérieurs et sont supportées par des poteaux isolés inclinés.

Les charges du plancher sont transférées par l'intermédiaire des treillis de façade puis diffusées vers les poteaux diagonaux disposés sur les côtés allongés et transversaux. L'extension du transfert de charge s'opère par l'intermédiaire des poteaux composant l'architecture du bâtiment à l'aide de noyaux en béton armé ainsi que de poutres treillis en acier. Pour la transmission des charges verticales provenant de la membrure supérieure de la poutre treillis via la liaison nodale en tête du poteau incliné se génèrent les forces de déviation horizontales. Celles-ci sont transférées via le plancher béton en porte-à-faux par les armatures d'extrémités. Les étages supérieurs et inférieurs se reposent respectivement sur les membrures supérieure et inférieure des poutres treillis de façade. L'étage centrale repose sur des treillis disposées en diagonale au moyen de supports en acier, qui , de ce fait demeurent non seulement soumis à des efforts axiaux, mais également à la flexion. Bien qu'il s'agisse d'une charge inhabituelle dans une poutre en treillis, la charge axiale s'impose clairement sur la flexion.

Cette structure en treillis est unique car elle se situe à l'extérieur de l'enveloppe isolée du bâtiment, ce qui l'expose aux changements de température liés au climat. La structure en acier est conçue pour résister à des changements de température s'échelonnant de -22 °C à 30 °C. Cela génère des forces normales atteignant approximativement 4 MN comprenant une charge se relayant au niveau des membrures supérieures et inférieures du bâtiment. Les appuis des porte-à-faux doivent donc non seulement être capables de supporter les charges verticales associées aux dalles en béton armé, mais également les forces maintenues horizontalement liées aux changements de température générés dans les dalles en béton armé.

Les membrures supérieures et inférieures des poutres treillis composant la façade sont constituées de sections de tubes métalliques en forme de carrées laminées à chaud de 400x400x20. Des épaisseurs de paroi plus importantes (jusqu'à 30 mm) sont exigées au niveau des zones de jointure afin d'absorber les contraintes nodales. Afin de pouvoir élaborer cette géométrie d'assemblage complexe, ces derniers sont soudés ensemble à partir de plaques individuelles. Les diagonales sont conçues de manière identique aux sections classiques HEA, HEB ou HEM, en fonction de la charge. Les assemblages entre les membrures supérieures et inférieures sont réalisées par des tronçons soudés dans la zone de liaison. La barre diagonale est ensuite connectée à l'aide d'une platine d'about boulonnée.