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Matériaux composites FRP avancés pour applications architecturales
Les matériaux composites FRP avancés, qui comprennent des structures moulées à l’aide de résines polymères à haute performance renforcées par des fibres continues de verre et de carbone, ont été largement utilisés dans une série de marchés au cours des 40 dernières années, notamment dans les secteurs de la marine, de l’aérospatiale et de l’énergie renouvelable. Ces matériaux peuvent également offrir des avantages significatifs aux structures architecturales et civiles.
Les composites FRP avancés peuvent être utilisés pour réduire considérablement le poids des structures supportant des charges réparties, telles que les façades, les toits et les ponts. Cela est dû à la résistance et au rapport rigidité/poids des matériaux, ainsi qu’à la possibilité d’utiliser une construction en sandwich efficace. Les structures légères peuvent permettre une installation plus rapide, une réduction des travaux temporaires ou une installation dans des zones difficiles d’accès.
La capacité de former des formes complexes offre des avantages aux architectes, leur donnant plus de liberté pour développer des formes courbes et introduire des éléments décoratifs dans les structures. La résistance des matériaux à la corrosion et à la dégradation de l’environnement permet de réduire la maintenance par rapport aux matériaux traditionnels tels que le bois, l’acier et le béton.
L’expertise de Gurit dans les applications architecturales
Gurit a plus de 30 ans d’expérience dans la technologie des composites FRP avancés sur une série de marchés et, ces dernières années, a aidé un certain nombre de clients à étendre l’utilisation de ces matériaux au marché de l’architecture. Le département interne d’ingénierie structurelle de Gurit peut fournir aux architectes et aux entrepreneurs une gamme de services permettant l’utilisation des composites FRP avancés. Ces services comprennent le développement de concepts structurels, l’analyse des charges, la conception et l’optimisation des stratifiés, la spécification des matériaux et la méthodologie de construction.
Chemin de fer à grande vitesse Haramain
Le projet de chemin de fer à grande vitesse Haramain est une nouvelle ligne ferroviaire à grande vitesse en Arabie Saoudite, reliant les villes saintes de La Mecque et de Médine, avec des gares supplémentaires à Jeddah et dans la ville économique du roi Abdallah. Les gares, conçues par une coentreprise de Fosters and Partners et Buro Happold, sont modulaires, avec une structure principale en acier supportant des panneaux de toit structurels en PRFV dont la portée peut atteindre neuf mètres. Au total, les quatre stations comptent plus de 160 000 m² de panneaux FRP.
Gurit et Premier Composite Technologies ont travaillé en étroite collaboration avec l’équipe de conception pendant les phases de conception et d’appel d’offres pour développer le concept d’utilisation de panneaux FRP dans le toit de la gare. La légèreté et l’isolation inhérente aux panneaux sandwichs FRP avancés, combinées à la précision obtenue par le moulage des panneaux à l’aide d’outils usinés CNC et à la durabilité des composites avancés, ont offert des avantages significatifs au projet. Les grandes portées des panneaux rendues possibles par l’utilisation de la construction sandwich permettent également une installation rapide du toit sans nécessiter de structure secondaire, et la conception modulaire de la gare signifie qu’il y a un grand degré de répétition des panneaux, ce qui permet une utilisation efficace des moules.
Suite à l’attribution de la conception détaillée et de la fabrication du toit de la gare de Medinah à Premier Composites Technologies par le maître d’œuvre Yapi Markazi, Gurit a réalisé l’analyse structurelle et l’optimisation des panneaux du toit de cette gare, qui a une superficie d’environ 28 000 m² (300 000 pieds carrés). Le poids du composite est d’environ 720 tonnes, ce qui fait du toit de la gare l’une des utilisations les plus étendues de composites avancés dans l’industrie de l’architecture.
Les matériaux choisis pour la stratification des panneaux étaient Ampreg 21FR, un système de stratification époxydique ignifuge, l’adhésif structurel Spabond 340LV et G-PET™ 75FR et G-PET™ LITE™, un noyau de mousse structurelle à cellules fermées, léger et ignifuge.
La stratification des panneaux est maintenant bien avancée dans les locaux de Premier Composite Technologies dans des moules femelles, et une installation d’essai d’une partie du toit a été érigée et testée. La corrélation entre les déflexions de l’essai grandeur nature et celles prévues par le modèle FE développé par les ingénieurs de Gurit est très bonne, avec une différence de moins de 2 % entre les deux. L’installation des panneaux de toit sera réalisée par Premier Composite Technologies au cours de l’année 2013, une fois que l’érection de la structure de soutien en acier aura été achevée à Medinah.
Mark Hobbs, ingénieur principal, sera présent à notre stand pour discuter des possibilités d’utilisation des composites FRP avancés dans vos projets.
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