2) Tokyo
I- Résistance au vent
Les gratte-ciel ont atteint avec le temps des hauteurs vertigineuses. Mais un nouveau facteur freinant cette ascension vers le haut vint alors apparaître. Ce sont les intempéries, les conditions météorologiques. * Comment lutter contre le vent ?
Nous allons voir à quelle force sont exposés les hauts gratte-ciels avec des vents forts. Une formule existe pour calculer de manière « simple » cette force.
La force exercée par le vent se calcule de la façon suivante : ρ air : masse volumique de l’air
Cx : coefficient de trainée v : vitesse du vent (en m.s-1)
S : surface en m²
Le coefficient de trainée varie selon l’aérodynamisme du bâtiment. Nous prendrons pour effectuer les prochains calculs un coefficient de trainée égale à 1 pour une tour de forme classique : une forme cubique. La masse volumique de l’air est égale à 1,184 kg/m3 à des conditions standards de température et de pression. Prenons une tour des tours du World Trade Center : 417m de haut et de 63.4m de large, soit une surface de 26 437,8m² pour un vent de 130km/h (=36 m/s), par exemple lors de fortes rafales. Le vent agira de sur le pan du gratte-ciel en face de lui. F = ½ x 1,184 x 1 x (36)² x 26 437,8
F = 20.4 x10⁶ N
Nous pouvons constater que cette force est loin d’être négligeable lors de la construction d’un gratte-ciel. 1- Comment alors pouvons-nous renforcer le gratte-ciel et ainsi éviter le risque d’effondrement du à ces rafales ?
Dans les débuts de la construction de buildings, ceux-ci n’étaient pas assez haut pour que les architectes n’aient besoin de prendre en compte ce problème. En effet les effets du vent deviennent important qu’à partir d’une certaine hauteur, cela pour deux raisons : nous l’avons vu avec la formule plus haut, ils dépendent de la superficie du building, or comme celle-ci est proportionnelle à la hauteur, plus le building est haut, plus il est vulnérable. Deuxième raison, plus on s’élève et plus les vents