Douglas G. Fitzpatrick, P.E., est le fondateur, le président et l’ingénieur en exercice du Fitzpatrick Engineering Group, une société d’ingénierie structurelle créée il y a 14 ans et spécialisée dans la conception de bâtiments commerciaux et de soins de santé. Au fil des ans, il a remarqué que son entreprise réalisait beaucoup d’ajouts à des bâtiments existants.
Dans les premiers temps, une grande partie de cette activité était liée à son travail dans les hôpitaux. Les hôpitaux se développent constamment – agrandissement des services d’urgence, ajout de lits, augmentation des capacités de diagnostic, offre de nouveaux services, etc. La plupart des campus sur lesquels ils travaillent disposent encore de suffisamment de biens immobiliers pour leur permettre de s’étendre horizontalement.
La plupart des campus disposent encore d’un terrain suffisant pour leur permettre de s’étendre horizontalement. Mais même si l’éventail de types de projets s’est élargi, l’entreprise avait toujours dû faire face à des expansions. Les écoles privées ajoutent de nouvelles ailes pour les classes supérieures ou les populations croissantes. Les églises ajoutent des sanctuaires plus grands pour remplacer ou agrandir les espaces existants, étendre leurs ailes éducatives ou ajouter des espaces de rassemblement. Même les entrepôts ajoutent de l’espace pour le stockage ou la fabrication.
Connexions délicates
Bien que les nouveaux travaux soient généralement simples, les raccordements aux bâtiments existants et les constructions contre ces derniers peuvent s’avérer délicats. Ils peuvent également constituer une excellente expérience d’apprentissage pour les jeunes ingénieurs. Il est généralement facile pour eux de se faire une idée de la conception d’un nouveau bâtiment, mais s’il s’agit d’un bâtiment existant, les difficultés surgissent rapidement, surtout si les dessins disponibles ne sont pas très bons (ou inexistants).
Bien qu’il soit tentant de se concentrer sur les parties supérieures des bâtiments, parce que nous aimons concevoir du haut vers le bas, les fondations sont généralement le premier endroit où l’on commence à chercher des problèmes et peuvent souvent être à l’origine de la grille de colonnes. L’architecte voudra que les colonnes soient adossées à la façade du bâtiment existant, mais ce n’est généralement pas possible en raison des fondations existantes.
Historiquement, nous essayons de placer la première grille de colonnes à 2,5 mètres du bâtiment existant. À cette distance, il est généralement possible d’éviter les conflits entre les nouvelles semelles et les semelles existantes, et les porte-à-faux restent gérables. Cela permet généralement aux nouvelles semelles d’être totalement dégagées des fondations existantes.
Si, pour une raison ou pour une autre, les semelles existantes sont descendues, il est possible de s’en rapprocher en faisant passer des poutres en porte-à-faux au-dessus des nouvelles semelles et au-dessus des semelles existantes. En fonction des conditions antérieures, le cisaillement et le moment dans la poutre en porte-à-faux peuvent vous échapper rapidement, entraînant des coûts supplémentaires importants pour la fondation.
La nouvelle annexe peut également être une dalle sur sol, mais le bâtiment existant peut être un sous-sol. L’emplacement et l’élévation des nouvelles semelles sont une préoccupation, afin que les nouvelles semelles ne surchargent pas les murs du sous-sol existant.
Comme toujours, soyez prêt
Quoi qu’il en soit, il est nécessaire d’étudier les dessins disponibles dès le début de la conception pour que la grille de poteaux parte du bon pied. Il n’y a rien de pire que d’avancer dans la conception des parties supérieures du bâtiment et de s’apercevoir que l’on a de gros problèmes au niveau des fondations. Il n’est pas très agréable pour le client de devoir faire marche arrière, et la rentabilité du projet va en souffrir.
L’érection et le coffrage sont généralement les problèmes qui se posent aux niveaux supérieurs de l’ossature. Il est facile de dessiner une nouvelle charpente proche du bâtiment existant pour les éléments en acier et en béton. Cependant, si le nouveau bâtiment est à ossature métallique, quelqu’un peut-il physiquement passer la main derrière un assemblage boulonné pour installer les boulons contre la façade existante du bâtiment ? Les soudures prévues contre le bâtiment existant sont-elles réellement accessibles ? Il est facile de dessiner la flèche sur le plan ou le détail, mais quelqu’un sur le terrain doit encore être capable de la réaliser.
S’il s’agit d’un bâtiment en béton, le coffrage peut-il être mis en place pour former des poutres et des colonnes en béton contre la façade du bâtiment existant ? Nous avons déjà utilisé des coffrages unilatéraux, mais ce n’est généralement pas notre solution de prédilection.
Si l’ajout est adossé à un mur extérieur plat existant, l’interface peut être simple à gérer. Toutefois, si le mur extérieur a des entrées et des sorties, il est difficile d’éviter les problèmes sur le terrain, surtout si le propriétaire n’est pas prêt à payer pour une étude précise du mur extérieur.
Leçons tirées de l’expérience
Nous avons constaté qu’il est généralement plus facile de tenir compte des variations sur le terrain en mettant le bord de la dalle en porte-à-faux par rapport au mur existant qu’en ayant une ossature serrée contre le mur. S’ils rencontrent des problèmes d’ajustement sur le terrain pour le schéma en acier, la plaque pliée peut généralement être modifiée beaucoup plus facilement qu’un ensemble de poutres en acier. De même, pour le projet en béton, les poutres peuvent être retirées du bâtiment pour permettre à une dalle d’être en porte-à-faux par rapport au bâtiment existant. Les spécialistes du béton peuvent simplement ajuster le coffrage pour la partie dalle.
Comme pour les fondations, la compréhension des conditions existantes aux niveaux supérieurs peut permettre de déterminer le mode de construction du plancher. Il y a plusieurs façons de construire un plancher, et l’une d’entre elles peut offrir plus de souplesse pour s’adapter aux conditions sur le terrain.
Ces éléments peuvent sembler anodins pour un ingénieur chevronné, mais pour un jeune ingénieur, ce sont de véritables mines terrestres. Gérer les conflits pendant la construction est au mieux une perte de temps, mais peut aussi se traduire par des coûts réels en raison des retards ou de la refabrication, et peut aboutir à un client mécontent.
Nous devons tous apprendre et élargir notre compréhension de la construction. Laissez les jeunes ingénieurs travailler seuls sur ces conditions existantes, mais asseyez-vous avec eux pour relever les défis ensemble. Aidez-les à comprendre le raisonnement qui sous-tend les moyens économiques de traiter les conditions existantes. Leur donner les réponses n’est pas particulièrement utile. Expliquer le processus de réflexion permet d’obtenir des informations tangibles qui ne se limitent pas à résoudre le problème du jour, mais qui leur donnent un pouvoir de raisonnement qui leur sera utile pour d’autres défis.
