HISTAR: Meilleure solution pour la structure innovante du Shanghai World Financial Center

Information détaillée

Situé dans le quartier Pudong de Shanghai, une enclave spéciale désignée au début des années 1990 comme centre d'affaires de la ville, le SWFC est un bâtiment à usage mixte conçu comme une ville véritablement verticale: Un hall d'entrée avec des centres commerciaux et des restaurants dans la partie inférieure, des bureaux et des installations de conférence et un hôtel entre les étages 79 et 93 et le plus haut pont d'observation au monde à 474 mètres (en 2008).

Son design simple mais contemporain crée un effet étonnant. Il allie deux arcs en intersection et un prisme carré, des formes qui représentent les anciens symboles chinois pour la terre et le ciel.  Sa forme contribue à l'efficacité du bâtiment car la base plus large pour les étages inférieurs accueille les bureaux et les lignes droites des étages supérieurs plus petits où se trouvent les chambres d'hôtel.

Les nuances d'acier Histar® choisies pour un concept structurel novateur et une utilisation efficace du matériel

La structure de support du gratte-ciel se compose d'un noyau de béton armé central et d'un cadre massif de poteaux et de poutres en acier. La conception prévoit un usage effectif du matériau, car elle diminue l'épaisseur des murs de cisaillement extérieurs et le poids de l'acier structurel dans les parois périmétriques.

Les aciers à haute résistance Histar® ont été considérés par l'équipe d'architectes et d’ingénieurs chargée de la conception comme la meilleure solution pour optimiser le design structurel. Grâce au traitement thermique innovant en ligne QST (Quenching and Self-Tempering), l’acier Histar® offre des valeurs garanties améliorées pour la limite d'élasticité. Il était donc possible d'utiliser des tailles de sections moins grandes avec la même performance, ce qui a généré des économies en acier utilisé pour la structure du gratte-ciel. ArcelorMittal a fourni 10 000 T d'aciers haute résistance Histar® (ASTM A913-Grade 50) pour l’ossature en acier du bâtiment, sous la forme de sections Jumbo W 14 "× 16", accompagnées d'un support technique pour le concepteur et l'entreprise des travaux.

La façade du bâtiment, sa structure et ses systèmes mécaniques sont parfaitement intégrés et disposés en modules répétés tous les 13 étages, ce qui a facilité la fabrication et l'installation des composants concernés, réduisant ainsi les temps de construction, le gaspillage de matériaux et les inefficiences structurelles. Sa caractéristique la plus distinctive est l'ouverture d'environ 50 mètres de large, créée dans les étages supérieurs, qui contribue à la réduction des contraintes de la pression du vent agissant sur le bâtiment à son sommet.

Les objectifs de durabilité du SWFC ont été concentrés sur la réduction de l'énergie dédiée à la construction du bâtiment en maximisant l'efficacité, en minimisant les matériaux et en rationalisant la géométrie du bâtiment. Histar® contribue à ces objectifs grâce à l'optimisation du poids de la structure et à l'utilisation efficace de l’acier.

Architecture et sécurité

L´expression du rapport entre la terre et le ciel évoqué par les formes du gratte-ciel inclut une étude spéciale des matières employées, qui poursuit l'idée du contraste, harmonieux pourtant, entre les éléments. La base de la tour, revêtue de granit rugueux jusqu’à une hauteur de 24 mètres, renforce le sens de la stabilité et ancre la tour à la terre. En revanche, le corps principal de la tour est  revêtu d’un mur rideau vitré qui reflète le ciel et donne  une impression de légèreté. Les architectes KPF ont utilisé un vitrage avec un enduit à haute performance,  spécialement conçu  pour répondre aux normes esthétiques, ergonomiques et environnementales les plus exigeantes.

La sécurité du bâtiment a été un facteur pris en considération dès le début de la conception. Tous les 12 étages se situe un étage issue de secours dans lequel les utilisateurs du bâtiment peuvent se réfugier en cas de nécessité.

En ce qui concerne la sécurité incendie, les sorties et la propagation du feu et de la fumée ont été étudiées utilisant une approche de service (qui  garantit un niveau de sécurité au-delà des exigences légales) avec des simulations sur ordinateur entraînant des modifications dans la conception (largeur des escaliers, localisation des sorties) pour améliorer le temps d'évacuation du bâtiment.

La structure du "Shanghai World Financial Center" étant une structure mixte acier et béton, il a été possible de garantir une protection optimale en cas d´incendie et de résistance à l'impact  pour l’entière structure métallique grâce à des choix de conception appropriés.