Siège social de la Banque Nationale du Canada

Ce projet s’est mérité la Mention IAAQ au Prix d’excellence de la construction en béton 2024 pour son utilisation distinctive et innovante de l’acier d’armature dans sa construction.

Le projet de grande envergure vise la construction du nouveau siège social de la Banque nationale du Canada à Montréal, une tour de bureaux de 40 étages hors sol construite en béton armé. Le bâtiment atteint une hauteur de 192,9 m depuis le rez-de-chaussée de la rue Saint-Jacques et dispose d’une superficie totale de plancher de 132 553 m². Sous la tour, on retrouve six étages en sous-sol comprenant 581 places de stationnement et un important stationnement à vélos.

La construction du bâtiment a nécessité plus de 75 000 m³ de béton de 25 à 80 MPa, plus de 11 000 tonnes métriques d’armature et plus de 50 000 coupleurs mécaniques pour l’armature.

Les murs de fondation du bâtiment ont été construits à l’aide d’une paroi moulée en béton armé de 18,9 m de hauteur emboîtée dans le roc sur une longueur totale de 271 m. Cette paroi moulée a permis d’excaver 170 000 m³ de sol, dont 30 000 m³ de matériaux contaminés pour la construction des fondations du bâtiment.

Le bâtiment possède les particularités structurales suivantes :

• Un mur incliné de 22 étages hors sol sur un plan biaisé.
• Une première utilisation d’ascenseurs à double niveau (doubledeck) à Montréal pour minimiser le noyau en béton et maximiser les espaces à bureaux périmétriques.
• Des aires de collaboration, aux 15e et 31e étages, ouvertes sur cinq étages avec gradins et bureaux suspendus offrant une vue spectaculaire sur Montréal et son fleuve avoisinant.
• Une toiture-terrasse avec des bacs de plantation d’arbres de grande envergure de 12,5 m au 40e étage.
• Une enveloppe à mur rideau offrant une transparence de dalle à dalle.
• Une aire de parc urbain au-dessus des stationnements pour favoriser le transport piétonnier.
• Un passage d’interconnexion au réseau souterrain et au métro de Montréal.

Utilisation du béton

Ce projet ambitieux a nécessité plusieurs types de systèmes structuraux en béton armé pour assurer la fonctionnalité des espaces. Pour les systèmes de charges gravitaires :

• Dalle avec des abaques pour les stationnements pour aménager les pentes de stationnement.
• Dalle épaisse de 750 mm pour l’aménagement du parc afin de recevoir 2 m de sol pour la plantation d’arbres et la circulation éventuelle des camions de pompiers.
• Dalle mince avec système de poutres et dalles pour les étages du rez-de-chaussée au toit.
  • Dalle mince de 175 mm d’épaisseur de 4,5 m de portée unidirectionnelle.
  • Poutre secondaire 500 x 750 mm ayant 13 m de portée au 4,5 m c/c
  • Poutre principale périmétrique de 550 x 750 mm ayant 9 m de portée.
• Colonne ronde avec coffrage métallique verticale et inclinée de 1 200 à 500 mm de diamètre.

Pour le système de résistance aux charges latérales :

• Mur de béton armé couplé avec contreventement en X dans la direction longitudinale du bâtiment.
• Système de poutres pour les bacs de plantation en terrasse au toit servant également d’outrigger au système de contreventement sismique et aux vents de la tour.
• Radier au roc d’importance ayant nécessité 280 tm d’armature.

Afin de bien répondre aux défis imposés par le concept architectural et assurer la durabilité du bâtiment, des mesures de fluage sur les mélanges réellement utilisés ont été réalisées pour mieux contrôler le comportement de la tour durant sa construction et après son aménagement.

L’analyse en soufflerie des effets de vent réalisée à l’aide de 24 cas de chargement a permis de bien connaitre les mouvements de la tour et d’assurer un comportement confortable pour les occupants. Les ouvertures dans les poutres pour passage de conduits électromécaniques ont été planifiées pour faciliter les aménagements actuels et futurs.

Des mesures des pressions hydrauliques présentes dans le sol ont été réalisées pour contrôler l’étanchéité du sous-sol et encastrer la paroi moulée servant de mur de fondation.

Une très grande attention a été portée aux effets de fluage du béton. Pour ce faire, des analyses de type « Stage Construction » ont été réalisées conformément à la norme ACI 209, basées sur l’échéancier de construction. Ces études ont permis d’établir et de contrôler les étapes de construction de la finition intérieure des planchers et des murs rideaux et de la mise en place des ascenseurs.

Étant donné que les colonnes périmétriques subissent davantage de fluage que le noyau central, des corrections de coordonnées de construction ont été nécessaires. Des surélévations aux colonnes et aux murs ont été planifiées pour assurer l’horizontalité des planchers une fois celui-ci complété. Ce qui n’est pas conventionnel des effets rotationnels du bâtiment durant toute sa construction devaient être prévus et corrigés par des translations horizontales de colonnes et de murs pour assurer la verticalité du bâtiment.

La conception du béton a été adaptée en fonction des méthodes de construction, par exemple par l’utilisation d’un système autogrimpant et l’utilisation de coffrages volants pour maximiser le rendement de la construction.

Utilisation de l’acier d’armature

La construction du bâtiment a nécessité 11 000 tonnes métriques d’acier d’armature, pour lesquelles plus de 50 000 unités de couplage mécanique de différents diamètres ont aussi été nécessaires.

Compte tenu de l’échéancier accéléré, la matière première requise pour l’armature et l’armature elle-même ont fait l’objet de préachat afin d’assurer un approvisionnement constant au chantier.

Une coordination rigoureuse a été mise en place entre les ingénieurs en structure, le gestionnaire de construction, le fournisseur et fabricant d’armature et le responsable du coffrage et de l’installation du béton. Cette coordination a porté sur les dimensions des éléments structuraux, les charges appliquées à ces éléments, les systèmes de construction utilisés et plus particulièrement sur les détails complexes d’armature afin de minimiser le cycle de construction des planchers.

Les innovations suivantes ont été conçues et mises en œuvre :

• Limitation du nombre de rangs de barres d’armature dans les poutres au droit des colonnes.
• Utilisation de deux rangs d’armature circonférentielle avec coupleurs mécaniques pour le chevauchement de barre de 45 m dans les colonnes .
• Utilisation d’armature 500 MPa pour faciliter la mise en place du béton.
• Utilisation d’armature en X en paquet avec nuances 500 MPa dans les poutres de couplage pour assurer la stabilité latérale du bâtiment.
• Utilisation de post-contrainte au 11e étage pour la reprise des efforts induits par les colonnes inclinées.
• Ajout d’armature dans les poutres pour mieux contrôler les effets de fluage et minimiser les cambrures requises au coffrage.