Les tours Point de Barrel Yards - Le changement au béton préfabriqué réduit de beaucoup le temps de construction
Waterloo, Ontario
Par Steve Nonis

La 5ième phase des Tours Point de Barrel Yards à Waterloo est composée de deux tours de 85 mètres [279 pieds] totalisant 25 étages et 357 unités, chacune reposant sur un podium de deux étages et un stationnement sousterrain à un niveau. La superficie totale de plancher est de 41,877 mètres carrés [450,290 pieds carrés].

Durant l'étape préliminaire de visualisation et de préparation des concepts des tours résidentielles, nous avons choisi des composantes de matériaux et une palette de couleurs qui donneraient de la vie aux bâtiments qui sont visibles depuis plusieurs points d'observation.

Au départ, les Tours Point devaient être construites à partir d'une structure de béton coulée sur place avec un revêtement mural préfabriqué et vitré. Toutefois, pendant la phase de conception, le client nous a demandé de changer le tout en un système entièrement préfabriqué à partir du quatrième étage alors que le reste de la structure, depuis le podium jusqu’au troisième étage serait, tel que prévu, coulé sur place.

Les architectes Turner Fleischer ont collaboré étroitement avec la firme d'ingénierie conseil HGS afin d'assurer que l'intention initiale du concept soit respectée. Un détail, celui du panneau de béton préfabriqué au niveau du mur d'allège sous la fenêtre, a
été touché. Les panneaux de mur extérieurs ont dû être ajustés pendant la phase de coordination afin de simplifier la fabrication et l'installation. La partie renfoncée du panneau se devait d'être fabriquée selon les exigences établies à la fois par HGS et le fournisseur du béton préfabriqué Stubbe's tout en accommodant les critères d'installation du panneau d'allège de contournement pour ainsi respecter le concept initial.

Lorsque comparé à un projet de béton similaire voisin coulé sur place qui était aussi en train d'être construit, le projet de béton préfabriqué Barrel Yards a débuté six mois plus tard et a été complété quatre mois plus tôt, permettant ainsi de réduire de beaucoup les coûts de construction et de financement. 

Steve Nonis, OAA, MRAIC, LEED AP, CanBIM BP3, est associé sénior chez
Turner Fleischer Architects Inc.

Le changement au béton préfabriqué

Par Albert Meyer

La phase de transition d'une structure coulée-sur-place (CSP) à un bâtiment de béton préfabriqué a été relativement facile dans ce projet. La plupart du temps nous aurions eu des difficultés à transférer les charges provenant de la tour, au podium et jusqu’aux fondations. Dans ce cas-ci, nous avons gardé le podium tel quel (CSP), voulant dire que seule la dalle CSP du troisième étage a été modifiée pour reprendre toutes les lignes de charge excentriques pouvant provenir de la tour. Cela nous a permis d'aller de l'avant avec une structure efficace entièrement préfabriquée sans avoir à modifier de façon significative la conception du podium ou de la tour.

Le podium a par la suite été revêtu de panneaux épais en béton préfabriqué portant un motif de surface comparable à celui d'un mur de brique, tel que prévu au départ, afin de maintenir une apparence uniforme sur la façade extérieure. Cela nous a permis d'accomplir l'apparence et la profondeur d'un seul produit tout en utilisant un corps de métier de moins.

Afin de maintenir une dimension de panneau efficace, nous avons introduit un renfoncement dans la partie bétonnée séparant les fenêtres et les planchers pour permettre au vitrage de s'étendre sans interruption entre les étages. Cela nous a permis d'obtenir l'apparence désirée de fenêtres à deux étages telle que désirée par les architectes. 

Albert Meyer, Directeur de projet chez Stubbe's Precast.

Conception en fonction des charges sismiques et de vent

Par Dr. Medhat Ghabrial

Les deux tours sont des structures entièrement préfabriquées. Cela comprend l'ensemble des murs, poutres, colonnes et dalles de depuis le podium jusqu’au toit. Le défi était d'analyser et de concevoir les composantes et les assemblages capables de reprendre les charges sismiques et de vent en plus des charges gravitaires traditionnelles. À cette fin, des assemblages spéciaux ont dû être conçus, incluant des connexions développées spécialement par HGS, pour permettre le transfert des charges de diaphragme provenant des dalles aux murs. De plus, des dalles de transfert de charge ont aussi dû être coulées sur place à l'endroit de deux coins du vingtième étage pour supporter les charges de mur là où la façade du bâtiment était décalée.

Aussi, le concept faisait appel à des balcons de coin appuyés seulement sur une extrémité. Nous avions pensé à prolonger les murs ou inclure des porte-à-faux sur les murs pour supporter les deux extrémités des balcons, mais ces options ne convenaient pas à la vision architecturale d'avoir des coins ouverts et des lignes de vue non obstruées dans les deux directions depuis les balcons. La solution choisie a été de prolonger les dalles des balcons de coin vers l'intérieur du bâtiment. Cela donnait suffisamment d'appui aux deux extrémités des dalles du balcon ainsi que le contrepoids nécessaire pour reprendre la partie en porte-à-faux tout en respectant les exigences architecturales.

Les murs porteurs extérieurs représentaient aussi un défi à cause de la hauteur du tour ainsi que du nombre et de la dimension des ouvertures dans ces murs. Les murs d'extrémité ont été conçus comme des colonnes de 305 mm (12 pouces) d'épaisseur. Cette épaisseur a dû être maintenue sur toute la hauteur de la structure pour permettre
à la portion de mur se trouvant entre les fenêtres d'agir comme une colonne. Cela a pu être réalisé en appuyant les dalles de plancher sur des cornières d'acier encastrées à même la façade des panneaux lors de leur fabrication en usine. La partie de béton se trouvant entre les fenêtres pouvait alors agir comme des colonnes.

De plus, à certains endroits des mécanismes de transfert spéciaux dalle-béton ont dû être conçus et détaillés en utilisant exclusivement des composantes préfabriquées. Un modèle 3-D a été développé avec le logiciel ETABS pour chacune des tours afin de prédire et de calculer les déflections et déplacements horizontaux sous plaines charges latérales.

Les architectes étaient prêts à accepter tous les ajustements mineurs qui étaient nécessaires pour faciliter le changement du concept coulé sur place à la solution du béton préfabriqué. En bout de ligne, l'équipe a réussi à atteindre tous les objectifs, incluant un temps d'érection record. Le bâtiment a été complété avec quelques mois d'avance lorsque comparé à l'échéancier initialement établit par l'entrepreneur. En moyenne, la cadence d'érection a été d'un étage par semaine. 

Dr. Medhat Ghabrial, P.Eng est Directeur chez HGS Limited Consulting Engineers.

PHOTOS: Turner Fleischer Architects Inc.

Propriétaire:
Auburn Development Inc.
Architecte:
Turner Fleischer Architects Inc.
Ingénieur:
HGS Limited Consulting Engineers
Contracteur:
Stonerise Construction
Béton Préfabriqué:
Stubbe's Precast
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