Escalier suspendu en verre de la résidence Moongate à Sedona, Arizona, États-Unis

Calculé avec les logiciels de Dlubal

  • Projet client

Projet Client

3 juin 2021

001206

États-Unis

RFEM

RFEM

La résidence Moongate située à Sedona, en Arizona, aux États-Unis, a été remarquablement conçue par le studio d'architecture et de programmation SWABACK, basé à Scottsdale.

Propriétaire Propriétaire privé
Calcul de structure Stutzki Engineering
www.stutzkiengineering.com
Conception architecturale SWABACK pllc
www.swaback.com
Construction Conception et construction à 180 degrés, Phénix
www.180degreesinc.com

Paramètres du modèle d'escalier en verre

Modèle

Le travail locale des pierres à dimensions variables permet à l'extérieur de la structure de se fondre parfaitement dans le désert rocheux arizonien. Cela inclut la structure en pierre semi-circulaire à l'entrée de la propriété, dont le nom a été attribué à la résidence. La maison comprend deux ailes semi-circulaires englobant les deux flancs d'un hall d'entrée vitré de forme rectangulaire complété d'un escalier suspendu en verre.

Projet

L'escalier en verre suspendu par des tiges en acier situé à l'entrée constitue très certainement la plus remarquable prouesse technique de cette structure tout en demeurant l'attraction principale de la maison. Stutzki Engineering basé à Milwaukee dans le Wisconsin aux États-Unis, s'est vu confier la lourde mission technique associée à la conception de ce projet. Les marches cristallines de l'escalier incurvées semblent flottées entre l'imposant vitrage de l'entrée et les murs en pierre rouge décorant l'intérieur de la maison.

Du côté gauche de l'escalier, on remarque que les marches sont minutieusement ancrées dans la roche. Cependant, le côté droit est quant à lui entièrement suspendu à de minces tiges en acier partant de plusieurs points de marche et s'élevant jusqu'au plancher. Cette conception ne nécessitait aucun composant structurel sous l'escalier en verre. Ce qui confère un aspect de légèreté apparente à l'escalier en verre.

Détails de la structure

Comme on peut le constater sur les photos, la structure se compose d'un montage particulier de marches en verres, de barres tendues (câbles), de poutres en acier et de fines jointures ajustées en acier inoxydable. Ces embouts fabriqués par la société Tripyramid (MA), garantissent simultanément résistance et adaptabilité. Ils rattachent respectivement chaque marche en verre aux rochers d'un côté et chaque barres tendue accentuant la géométrie circulaire de l'intérieur de l'escalier. L'exécution complexes de ces connecteurs atténue les pics de contrainte locaux dans le verre. Chaque détail a été modélisé dans RFEM en utilisant les outils adaptés, et avec les degrés de liberté adéquat.

Le calcul des vibrations a démontré des fréquences suffisamment élevées sans pour autant générer de sensations désagréables pour les personnes empruntant l'escalier. La tension présente dans les tiges est générée par le poids du verre. Elle demeure donc assez faible. La rampe a été installée à titre de dispositif de sécurité et non pour des raisons de conception.

Un calcul préliminaire simplifié a été effectué sur une marche avec ses tiges tendues. La décision de construire le modèle complet de l'escalier était nécessaire pour bien cerner la stabilité globale et le comportement dynamique du projet. Le logiciel RFEM a démontré une fois encore sa précision et sa performance en matière de modélisation de calcul, bien que ce modèle soit composé de divers matériaux et de détails dont les valeurs de rigidité sont très différentes.

Tel qu'il est exposé sur d'autres sites[1], ce projet se caractérise par une symbiose d'art et de technologie pouvant être considérée comme un type de structure ouverte constituée de barres de traction et de compression.

[1] C. Stutzki: «Structures ouvertes en acier et en verre entre Art et Technologie». dans : Proceedings of the IASS Annual Symposium 2019, Barcelona, Spain. ISSN 2518-6582 (en ligne).

Adresse du projet

Sedona, Arizona, États-Unis

Mots-clés

Verre Escaliers Marches

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  • Mis à jour 27 juillet 2021

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