Avant d'entreprendre des travaux de génie civil, il est important de prendre en compte différents aspects structurels. Par exemple, la charge du vent, qui dépend de certains facteurs tels que la structure ou le revêtement, est un facteur déterminant en construction.
Qu'est-ce que le vent ??
Le vent est le mouvement de l'air présent dans l'atmosphère, notamment dans la troposphère, produit par des causes naturelles.
En matière de conception, le vent est considéré comme une action accidentelle du point de vue des combinaisons de charges dans lesquelles il intervient et des facteurs de charge qui doivent être adoptés.
Quand on n'est pas expert en construction, il est naturel de se demander pourquoi le vent peut affecter les bâtiments. Cependant, lorsqu'ils évoquent le vent dans le cadre de projets de génie civil, les ingénieurs font référence aux forces exercées par l'énergie cinétique d'une masse d'air en mouvement, qui influent directement sur la structure, les composants et le revêtement d'un bâtiment.
Qu'est-ce qu'une structure ?
Tous les types de structures sont conçus pour résister à leur propre poids, aux forces extérieures et aux exigences fonctionnelles pour lesquelles ils ont été conçus. Ces forces comprennent les moments, les charges thermiques, etc. C'est ce que l'on appelle une structure.
Par conséquent, toute structure possède un nombre négatif ou nul de degrés de liberté, de sorte que les seuls déplacements susceptibles de l'affecter sont ceux résultant de déformations internes.
Comment le vent affecte-t-il les structures ?
Il est important de prendre en compte divers facteurs pour prévenir la déformation de la structure d'un bâtiment. Parmi ceux-ci figure la pression du vent. Celle-ci est proportionnelle au carré de la vitesse du vent, notamment sur les surfaces exposées.
Du fait de la variabilité de la vitesse du vent, un bâtiment se déforme à vitesse constante et vibre sous l'effet des turbulences. Comprendre ce phénomène exige une analyse permettant d'évaluer les effets de la force du vent. On peut même affirmer que cette force constitue un facteur déterminant dans la conception.
Que sont les charges dues au vent ?
Les charges dues au vent correspondent aux forces exercées par l'énergie cinétique d'une masse d'air en mouvement, quelle que soit sa direction horizontale. C'est pourquoi la structure, ses composants et le revêtement doivent être conçus pour résister au glissement, au soulèvement ou au renversement induits par le vent.
Le calcul des charges dues au vent dépend de la situation géographique, de la hauteur, de la surface exposée et de l'orientation de la structure. Par exemple, en zone rurale dégagée avec une végétation basse, le vent conserve une vitesse très élevée même à proximité du sol, tandis qu'en ville, avec ses immeubles de grande hauteur, sa vitesse diminue rapidement.
On peut donc conclure que lorsque le libre écoulement de l'air est obstrué par un objet fixe, celui-ci doit être dévié pour le contourner. C'est ainsi que se crée la pression exercée sur l'objet.
Quel type de pression le vent exerce-t-il sur un bâtiment ?
La pression du vent est une valeur minimale dérivée de la vitesse critique du vent et calculée selon plusieurs coefficients, par exemple, la hauteur du bâtiment, les rafales, la géométrie et l'orientation de la structure sont prises en compte.
On peut donc affirmer que le vent peut exercer une pression positive, dans une direction horizontale normale, sur les toitures dont l'inclinaison est supérieure à 30°. De même, il peut également exercer une pression négative sur les surfaces exposées au vent et sous le vent dont l'inclinaison est inférieure à 30°.
Toutes les structures complexes, flexibles et inhabituelles doivent faire l'objet de divers essais ou investigations afin de déterminer leur comportement sous la pression appliquée. Ces essais sont essentiels pour une construction sûre.
La construction de bâtiments étant un processus complexe, ils ont besoin du soutien d'experts en fondations et en travaux publics tels que les entrepôts, les navires ou les projets de génie civil.
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