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Structures parasismiques de Taipei 101

L'amortisseur harmonique de masse

La tour a été conçue pour résister à des typhons dont les vents seraient de 216 km/h. De plus, elle est résistante aux séismes les plus importants de la zone Asie-Pacifique des 2500 prochaines années : de 7 sur l'échelle de Richter. La hauteur importante de la tour Taipei et les contraintes dues à l'environnement ont nécessité la création de nouvelles techniques et des innovations.

Ainsi, durant sa construction, le 31 mars 2002, la tour a subi un important séisme d'une magnitude de 6,8 sur l'échelle de Richter sans aucun dommage matériel : la tour est restée debout mais deux grues ont chuté du 56ème étage et ont provoqué la mort de 5 personnes, comme vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessous :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cependant, une étude montre que par vents violents, la flexibilité de la tour permettrait aux derniers étages de la tour de se déplacer d'environ 3 mètres. Cette particularité s'explique par la présence d'un amortisseur à l'intérieur de la tour elle-même.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L'amortisseur harmonique de masse de Taipei 101 est suspendu du 91ème au 87ème étage de la tour

 

Cet amortisseur est en réalité une boule d'acier pesant 660 tonnes. Elle est située entre les 87ème et 88ème étages de la tour afin de servir de balancier. Ce dernier amortit de 30 à 40 % des mouvements du bâtiment. En effet, les gratte-ciels doivent être à la fois flexibles pour contrer des vents forts mais également suffisamment rigides pour réduire le mouvement de balancier. La boule d'acier s'étend sur une hauteur de 3 étages, mesure 5,5 mètres de diamètre et conserve une amplitude de 1,5 mètre.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L'amortisseur harmonique de Taipei 101 vu du 90ème étage

 

 

 

L'amortisseur est composé de 92 câbles regroupés 4 par 4 et de 8 pistons qui dissipent l'énergie sous forme de chaleur. Il s'agit du système d'amortisseur harmonique de masse : en effet celui ci est du type visco élastique, les câbles réagissent comme un pendule qui oscillera avec la même fréquence mais avec des oppositions de phase. Le bloc massif est supporté par des câbles en acier. L'amplitude de la boule est retenue par les vérins. La boule fut reconstituée sur place car sa taille était trop importante : 42 disques d'acier de 125 mm d'épaisseur furent assemblés les uns sur les autres.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Animation d'un amortisseur harmonique de masse en mouvement

 

Les vitres de la tour sont deux fois plus résistantes que celles d'un building ordinaire (double vitrage) : c'est ce que l'on appelle des murs rideaux. La façade est donc essentiellement constituée de verre et d'aluminium et permet ainsi la rigidité de la structure. Elle peut résister à des déplacements sismiques de mouvement latéral d'environ 95 mm.

L'édifice est soutenu par 36 colonnes dont 8 "super colonnes" coulées avec du béton résistant à une très forte compression (pression dans un océan à 7000 mètres de profondeur). Le socle contient 167 pieux de 2 mètres de diamètre chacun. La solidité des fondations repose sur l'utilisation d'environ 380 pieux enterrés à une profondeur équivalente à 80 mètres.

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