Nouvelles toitures des portes du Parc des Expositions de Francfort
Analyse des contraintes de la toiture nord dans RSTAB (© Bollinger + Grohmann)
Toiture nord après l'achèvement des travaux en août 2013 (© Messe Frankfurt/Bach)
Production de la structure du toit, composée lamelles métalliques (© Ingo Schrader)
Projet Client
| Bureau d'Etudes |
Planification digitale et étude technique Bollinger + Grohmann Ingenieure Frankfurt am Main, Allemagne www.bollinger-grohmann.com |
| Conception |
Ingo Schrader Berlin, Allemagne www.schrader-architekt.de |
| Construction |
Prebeck GmbH Bogen, Allemagne www.prebeck-stahlbau.de |
| Maître d'Ouvrage |
Messe Frankfurt, Allemagne www.messefrankfurt.com |
La société allemande Messe Frankfurt a organisé un appel d’offres pour la conception des portes nord et sud menant à l'intérieur du Parc des Expositions de Francfort. La conception devait, pour chaque porte, inclure un poste de garde et un toit. Le maître d’ouvrage voulait que les toitures soient des structures extraordinaires facilement reconnaissables.
La société Ingo Schrader, qui collabore étroitement avec le bureau d'études allemand Bollinger+ Grohmann, a remporté l'appel d'offre. Leur projet incluait des toits d'un diamètre de 25 m, portés par des poteaux à section variable.
Toiture de la porte nord
Lors de la phase de planification la toiture ronde est devenu ovale, les conditions obligeant ce changement. Elle a des dimensions de 42 m x 18 m et est composée de lamelles d'au maximum 60 cm de large. La toiture atteint une longueur de 10 m en porte-à-faux et ne fait que 15 cm d'épaisseur à son extrémité.
Les quatre poteaux sont disposés de manière irrégulière. Leur forme pyramidale illustre parfaitement la distribution de l'effort vers le pied des poteaux. De même, leur forme leur donne une apparence très fine et l'illusion que la toiture est en lévitation.
La structure porteuse du toit a été générée et optimisée par ordinateur. On pourrait croire au premier abord que les poteaux sont disposés de façon aléatoire, or leur disposition est le fruit d'un calcul où ont été considérés les conditions limites structurales et de production.
Les poteaux ont ensuite été optimisés. Pendant le processus, RSTAB a été relié au logiciel de dessin Rhinoceros via un script VBA. Un algorithme spécial à réduit les dimensions des sections des poteaux métalliques selon les contraintes équivalentes résultantes.
Logiciels utilisés pour l'analyse structurale
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