Ville des chercheurs, L'Université de Londres développe de nouveaux dispositifs de contrôle des vibrations basés sur la technologie de la Formule 1 afin de construire des gratte-ciel de grande hauteur en forme d'aiguille qui résistent toujours aux vents violents. Des dispositifs actuels appelés amortisseurs de masse accordés (TMD) sont installés dans les étages supérieurs de les bâtiments de grande hauteur agissent comme des pendules lourds contrecarrant le mouvement des bâtiments causé par les vents et les tremblements de terre. Crédit :Ville, Université de Londres
Ville, L'Université de Londres s'appuie sur la technologie de la Formule 1 pour la construction de gratte-ciel "en forme d'aiguille".
Ville des chercheurs, L'Université de Londres développe de nouveaux dispositifs de contrôle des vibrations basés sur la technologie de la Formule 1 afin de pouvoir construire des gratte-ciel de grande hauteur "en forme d'aiguille" qui résistent toujours aux vents violents.
Les dispositifs actuels appelés amortisseurs de masse accordés (TMD) sont installés dans les étages supérieurs des immeubles de grande hauteur pour agir comme des pendules lourds contrecarrant les mouvements des bâtiments causés par les vents et les tremblements de terre. Mais ils pèsent jusqu'à 1, 000 tonnes et s'étendent sur cinq étages dans des bâtiments de 100 étages, ce qui ajoute des millions aux coûts de construction et utilise un espace premium dans les centres-villes exigus.
Travaux de recherche récents publiés par le Dr Agathoklis Giaralis (expert en dynamique structurelle à City, Université de Londres), et ses collègues, publié dans l'édition de novembre 2019 du Structures d'ingénierie journal (conception optimale de l'amortisseur de masse réglé dans les immeubles de grande hauteur excités par le vent pour le confort des occupants, préférences et récupération d'énergie) ont constaté que les inerteurs légers et compacts, similaires à ceux développés pour les systèmes de suspension des voitures de Formule 1, peut réduire le poids requis des TMD actuels jusqu'à 70 %.
Un diagramme montrant des dispositifs adaptatifs de suppression des vibrations pour le confort des occupants et la récupération d'énergie dans les immeubles de grande hauteur et élancés excités par le vent. Crédit :Dr Agathoklis Giaralis
Le Dr Giaralis a déclaré : « Si nous pouvons obtenir des résultats plus petits, TMD plus légers, alors nous pouvons construire des bâtiments plus hauts et plus minces sans causer le mal de mer aux occupants quand il y a du vent. De telles structures élancées nécessiteront moins de matériaux et de ressources, et donc coûtera moins cher et sera plus durable, tout en prenant moins de place et en étant également plus esthétique. Dans une ville comme Londres, où l'espace est limité et le terrain est cher, la seule vraie option est de monter, cette technologie peut donc changer la donne."
Des tests ont montré que jusqu'à 30 % d'acier en moins est nécessaire dans les poutres et les colonnes d'un bâtiment en acier typique de 20 étages grâce aux nouveaux dispositifs. Analyses de modèles informatiques pour un immeuble londonien existant, les 48 étages de Newington Butts à Elephant and Castle, Southwark, avait montré que "l'accélération au sol" - la mesure du confort des occupants contre le mal de mer - peut être réduite de 30 % avec la nouvelle technologie proposée.
"Cette réduction de l'accélération au sol est significative, " a ajouté le Dr Giaralis. " Cela signifie que les appareils sont également plus efficaces pour garantir que les bâtiments peuvent résister aux vents violents et aux tremblements de terre. Même des vents modérés peuvent causer le mal de mer ou des étourdissements aux occupants et le changement climatique suggère que les vents plus forts deviendront plus fréquents. La technologie de contrôle des vibrations basée sur l'inertage que nous testons démontre qu'elle peut réduire considérablement ce risque avec un faible coût initial dans les nouveaux, même très mince, bâtiments et avec de petites modifications structurelles dans les bâtiments existants. "Le Dr Giaralis a déclaré qu'il y avait un autre avantage:
« En plus de réduire les émissions de carbone en nécessitant moins de matériaux, nous pouvons également récupérer de l'énergie à partir des oscillations induites par le vent - je ne pense pas que nous soyons en mesure pour le moment d'avoir un bâtiment complètement autonome utilisant cette technologie mais nous pouvons certainement en récolter suffisamment pour alimenter les capteurs sans fil utilisés pour le contrôle du climat intérieur des bâtiments."
