Un hôpital résistant aux séismes, conçu pour fournir des soins intensifs

Pour améliorer la résilience des communautés et garantir une reprise rapide des services, les hôpitaux doivent être conçus de manière à être prêts à affronter les tremblements de terre.En Californie, l'hôpital universitaire de Loma Linda a remplacé un hôpital pour adultes existant, mais non conforme aux normes sismiques, par un nouvel hôpital pour adultes de 16 étages et un nouvel hôpital pour enfants de 10 étages.

L'ensemble du nouveau bâtiment, appelé Dennis and Carol Troesh Medical Campus, comprend les deux nouvelles tours et un podium commun de six étages à leur base. En collaboration avec NBBJ, nous avons assuré l'ingénierie structurelle, mécanique, sanitaire et civile, ainsi que le conseil en matière d'incendie, de sécurité des personnes et d'énergie pour le nouveau campus, qui répond désormais aux exigences strictes de la Californie en matière de performance sismique. Le système structurel conçu par Arup, isolé de la base sismique, combine des cadres de contreventement retenus par flambage et des cadres spéciaux de repos des moments dans la superstructure avec des isolateurs de pendule à triple friction et des amortisseurs visqueux à la base.

Pour répondre aux exigences californiennes en matière de sécurité sismique pour les soins aigus, les hôpitaux doivent être en mesure de résister à des tremblements de terre majeurs tout en continuant à fournir des services hospitaliers par la suite. L'équipe de conception a utilisé des techniques de conception sismique non linéaires complètes basées sur les performances pour lutter contre l'intensité élevée du risque sismique sur le site, combinée à la hauteur de 16 étages du bâtiment. Avec l'hôpital pour enfants existant, le nouvel hôpital pour enfants portera à 364 le nombre total de lits autorisés pour les enfants, élargissant ainsi les installations et les opportunités au sein de cette communauté.

Réaliser une structure résistante dans une zone sismique

Pour s'assurer que le nouveau Dennis and Carol Troesh Medical Campus réponde aux exigences sismiques de la Californie, mais aussi qu'il puisse continuer à servir la communauté après un tremblement de terre, Arup et l'équipe de conception ont déterminé qu'un bâtiment isolé de la base serait la meilleure solution. Contrairement à une conception à base fixe, une structure à base isolée permet au sol de se déplacer sous elle pendant un tremblement de terre, réduisant ainsi les exigences imposées au bâtiment situé au-dessus et les dommages résultant d'un mouvement extrême. Avec cette conception, le nouveau campus "glisse" sur un système souterrain de 126 paliers pendulaires à triple friction qui peuvent se déplacer horizontalement jusqu'à 42 pouces dans n'importe quelle direction afin de réduire les effets des violentes secousses pendant un tremblement de terre. En outre, le système d'isolation de la base comprend 104 amortisseurs à fluide visqueux qui agissent comme des amortisseurs géants pour dissiper davantage l'énergie des tremblements de terre, réduisant ainsi l'impact sur le bâtiment.

La conception structurelle du nouvel hôpital vise à protéger les occupants et l'équipement médical à l'intérieur contre les dommages et la perte de fonction, ainsi qu'à permettre aux opérations de l'hôpital de continuer pendant et après un tremblement de terre majeur.

Comme les bâtiments hauts et étroits peuvent basculer en cas de tremblement de terre, les isolateurs ne sont pas souvent considérés comme une stratégie efficace. Pour surmonter cet obstacle, Arup et son équipe ont conçu la nouvelle structure en s'appuyant sur sa base élargie, qui assure la stabilité des deux tours afin d'éviter qu'elles ne basculent. La conception de l'isolation de la base comprend également des glissières imbriquées qui, combinées aux amortisseurs, permettent une large gamme de mouvements afin d'aider le bâtiment à résister à toute la gamme des tremblements de terre qu'il pourrait rencontrer au cours de sa durée de vie.