8 Décembre 2015
Catégorie : Appareils d'appui, Études de cas - Publié par : Émilie Hudon et Pierre Lapalme
L’équipe professionnelle de la Ligue nationale de football (NFL) de la ville d’Atlanta dans l’État de la Géorgie, les Falcons, sera dotée d’un nouveau domicile pour le début de sa saison en 2017. Il aura une capacité d’accueil de 71 000 spectateurs. La structure du toit en acier est conçue, fabriquée et érigée par le segment d’affaires Canam-charpente lourde, et supportée par des appuis conçus et fabriqués par Goodco Z-Tech, un produit de Canam-ponts. Il s’agit d’un des plus importants contrats à ce jour pour Groupe Canam.
La structure du toit du stade est formée d’un réseau de fermes en acier ainsi que de huit panneaux se rencontrant en un oculus central surélevé. Ces huit panneaux sont rétractables et, lorsqu’ouverts, forment une ouverture ayant environ la même superficie que le terrain de football qu’ils surplombent. Bien que Goodco Z-Tech se spécialise en conception et fabrication d’appuis pour ponts et viaducs, certains projets spéciaux de bâtiments utilisent ces mêmes produits.
Goodco Z-Tech fournira 65 appareils d’appui à élastomère confiné supportant les fermes d’acier formant le toit et plusieurs autres appuis de divers types. Les appuis à élastomère confiné sont conçus afin de transmettre des charges verticales ainsi que des rotations selon les trois axes principaux. Ils peuvent être de plusieurs types :
Afin de résister aux charges de soulèvement, un dispositif spécial avec boulon central est utilisé. Contrairement aux systèmes anti-soulèvement se basant sur le contact acier-acier, les appuis à élastomère confiné anti-soulèvement Goodco Z-Tech permettent la rotation et les mouvements, même sous les charges de soulèvement.
Pour un projet de cette envergure, les défis sont de taille. En plus de l’échéancier serré pour la construction du stade, la quantité d’appuis ainsi que le très grand poids de la structure font que ce projet est particulièrement complexe.
Les appuis à élastomère confinés utilisés le plus communément pour des projets de ponts et de viaducs peuvent résister à des charges de compression entre 2 000 kN et 10 000 kN, et ne doivent résister qu’occasionnellement à des charges de soulèvement. Pour des ponts d’envergure, les charges sur les appuis peuvent être d’environ 20 000 kN. Pour le nouveau stade d’Atlanta, les charges les plus élevées sont de 32 000 kN en compression et jusqu’à 10 000 kN en soulèvement, avec plusieurs appuis ayant des charges en soulèvement au-delà de 5 000 kN. Les appuis doivent aussi pouvoir subir une rotation simultanée à la charge de soulèvement. Pour résister à une charge de compression de 32 000 kN, le disque d’élastomère confiné à l’intérieur de l’appui a un diamètre de plus d’un mètre.
L’orientation des appuis guidés et multidirectionnels est une autre spécificité de ce projet. Afin de permettre le mouvement, les appuis sont conçus avec une interface de glissement qui a un coefficient de friction très bas. Cette interface est composée d’une surface en PTFE enchâssée dans l’appui et située sous une surface plus grande en acier inoxydable fini miroir. C’est l’arrangement typique pour la très grande majorité des cas afin de protéger la surface d’acier inoxydable des débris, de l’eau, ou de la poussière. Cette protection est particulièrement importante sous les ponts puisque les appuis ne sont que partiellement protégés contre les intempéries. Lorsque les appuis sont protégés des intempéries, comme ici, et quand les contraintes de la structure nous obligent à inverser le sens des appuis, un système additionnel de jupes est fourni avec les appuis afin de protéger la surface d’acier inoxydable.
Afin de transférer les charges provenant des appuis vers les mégacolonnes de béton formant la structure du nouveau stade d’Atlanta, des plaques de base ont été conçues par Canam-charpente lourde et fabriquées à l’usine de Groupe Canam à Laval au Québec. Une clé de cisaillement formée de sections de poutre allant jusqu’à un profilé W360x990 (W14x665 en impérial) – nuance d’acier ASTM A992 grade 50 – a été soudée à des plaques de base allant jusqu’à 254 millimètres (10 pouces). Ces poutres en « H » ont une âme de 71,9 millimètres (2 pouces et 13/16) d’épaisseur et des semelles de 115 millimètres (4,5 pouces) d’épaisseur.
Les appuis à élastomère confiné sont généralement utilisés pour transmettre les charges, les mouvements et les rotations d’un tablier de pont vers les piles ou les culées, mais peuvent aussi être nécessaires pour des projets de bâtiments spéciaux. Le toit du nouveau stade d’Atlanta sera rétractable autour d’un oculus central de la taille du terrain de football, créant de très grandes charges en compression (32 000 kN), de soulèvement (10 000 kN), des mouvements et des rotations aux appuis. Comme tous les appuis sont conçus et fabriqués sur mesure par Goodco Z-Tech, des super-appuis ont été élaborés avec de nouveaux détails pour certaines charges en soulèvement. En travaillant en étroite collaboration, les équipes d’ingénierie de Canam-charpente lourde et Goodco Z-Tech ont déterminé les solutions optimales pour concevoir, fabriquer et ériger le nouveau stade d’Atlanta. L’expertise technique développée dans le cadre de ce projet pourra être appliquée pour la conception de tous nos types d’appuis, nous permettant ainsi de proposer les meilleures solutions pour nos clients.
Pour toute question au sujet de cet article, contactez-nous.
Propriétaires : Georgia World Congress Center Authority
Cabinet d’architecture : HOK
Firme d’ingénierie : Buro Happold/Hoberman
Entrepreneur général : HHRM
Composants métalliques : Canam-charpente lourde
Appareils d’appui : Goodco Z-Tech, un produit de Canam-ponts
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