En architecture, les murs et les colonnes ne doivent pas seulement résister aux charges gravitationnelles verticales. Une disposition correcte des murs structurels, intégrée dans la conception du bâtiment, leur permet également de faire face aux contraintes horizontales, telles que celles causées par les tremblements de terre ou le vent. Selon l’ACI (American Concrete Institute), les murs en béton armé dans l’architecture sont des murs structurels qui doivent résister aux forces de moment, de cisaillement et aux forces axiales.
De nos jours, les ouvrages architecturaux de moyenne et grande envergure utilisent des murs de cisaillement dans leur configuration structurelle, afin de conférer une plus grande rigidité et une plus grande résistance au bâtiment face aux contraintes horizontales produites par les tremblements de terre ou le vent.
Les systèmes de murs structurels en architecture sont constitués d’une combinaison de murs perpendiculaires les uns aux autres. Ensemble, ils simulent une poutre tubulaire en porte-à-faux. Cette structure résiste principalement aux forces latérales avec l’aide des charges gravitaires.
La disposition de ces murs doit toujours être coordonnée avec la géométrie de l’architecture et l’aménagement intérieur. Par conséquent, la configuration structurelle les relègue au centre du bâtiment, généralement dans son noyau, où se trouvent les systèmes de circulation et de service tels que les ascenseurs, les installations et les escaliers. Cette configuration est appelée noyau de béton et peut prendre la forme d’un C, d’un T, d’un I ou d’une combinaison de ceux-ci.
En architecture, ce système parasismique doit être associé à des portiques de poutres et de colonnes en acier ou en béton résistant aux moments, ou à d’autres murs de cisaillement. Il en résulte différentes configurations structurelles. Cependant, ces configurations structurelles ont l’inconvénient de provoquer des forces élevées en raison des distances relativement faibles entre les murs. Par conséquent, les forces induites pour résister aux moments sont très importantes. Ce fait transmet la traction aux fondations qui, par conséquent, acquièrent une grande taille et/ou une grande profondeur.
Néanmoins, l’utilisation de murs de cisaillement au cœur des bâtiments est une solution optimale dans le type d’architecture qui produit des bâtiments de grande hauteur.
Par Jean Carlos Soto, ingénieur structurel principal au département d’architecture d’Amusement Logic.
