Que sont les structures de toit rétractables?

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Une structure de toit rétractable est un type de structure dans lequel une partie ou la totalité du toit peut être déplacée ou rétractée pour utiliser l’installation dans son état ouvert ou fermé.

Structures de toit rétractables

Ce système de toit unique est également connu sous le nom de toits ouvrants ou puits de lumière ouvrants, ou puits de lumière rétractables. Il est considéré comme un système cinématique qui protège les espaces architecturaux des conditions météorologiques extrêmes et ajoute également des valeurs esthétiques et fonctionnelles au bâtiment.

Les structures de toit rétractables sont couramment utilisées dans les stades, les restaurants, les centres de natation et les installations qui souhaitent offrir une expérience de plein air.

Cet article présente les caractéristiques importantes et la typologie des structures de toit rétractables.

Caractéristiques des toits rétractables

Les structures de toit rétractables peuvent se fermer sous une forme compacte et être transformées en leur configuration de capacité de charge maximale. Le mot « rétractable » signifie quelque chose qui peut être tiré vers l’arrière ou vers l’intérieur.

Un stade à toit rétractable commun se compose d’un panneau de toit qui est ajusté sur des supports qui sont principalement des fermes en acier. Ces porteurs alimentés par des moteurs à courant continu roulent sur les rails en acier qui facilitent le mouvement de rétraction souhaité des structures de toit mobiles.

Le toit est conçu pour se rétracter par glissement, levage, rotation ou pliage. Il peut également adopter un système extensible ou un système combiné.

Le système complet possède ses systèmes de conception de support, de traction et de contrôle pour le pliage, la rétraction ou le glissement sûr et fiable des toits.

Conception de systèmes de toit rétractable

Les toits rétractables sont disponibles en différentes conceptions en fonction de l’application. Chaque type doit adopter une conception intelligente afin que le système puisse déplacer des centaines de milliers de kilogrammes d’acier, de verre, de revêtement, de matériaux de plafond et les services mécaniques et électriques associés dans un court laps de temps.

L’un des facteurs importants régissant la conception de tout système de toit rétractable est la fréquence d’ouverture et de fermeture de la structure du toit. Ceci est décidé lors de la conception du bâtiment. La fréquence prévue d’ouverture et de fermeture de la charpente détermine :

  1. Conception du système de toit rétractable
  2. Type de mouvement du système de toit escamotable
  3. Taille des éléments en mouvement
  4. Type de système de déplacement

Typologie des structures de toit rétractable

Les structures de toit rétractables adoptées pour les stades et les salles de sport peuvent avoir différentes conceptions structurelles d’éléments mobiles et fixes. Les matériaux des structures mobiles pour le toit sont sélectionnés en fonction de la taille, du poids, de la fréquence d’ouverture et de fermeture, de la durée et du type de mouvement et des charges supplémentaires.

Sur la base de la conception structurelle des éléments mobiles et fixes, les toits rétractables peuvent être classés en trois types :

  1. Structures de toit rétractables composées d’éléments rigides
  2. Structures de toit rétractables composées de membranes
  3. Structures de toit rétractables en combinaison de différents éléments (éléments rigides et membranes)

1. Structures de toit rétractables composées d’éléments rigides

Dans ce type, le toit entier ou de petites parties individuelles du toit rétractable sont composés d’éléments rigides qui se déplacent de différentes manières. Par exemple, le stade de football de Wembley à Londres, au Royaume-Uni (2007) est une structure d’éléments rigides qui subissent un mouvement de glissement.

stade de football de Wembley ;  démonstration d'ouverture et de fermeture d'une structure de toit rigide (A - fermé, B - semi-ouvert, C - ouvert).
Figure 2 : Stade de football de Wembley ; démonstration d’ouverture et de fermeture d’une structure de toit rigide (A-fermé, B-demi-ouvert, C-ouvert)

2. Structures de toit rétractables composées de membranes

Ce type de structure de toit a le toit et de petites pièces individuelles constituées de membranes qui peuvent se rétracter. Par exemple, le stade de tennis Rothenbaum, à Hambourg, en Allemagne (1997) a une structure de toit faite de membranes qui subissent un mouvement de pliage.

Stade de tennis Rothenbaum - Démonstration d'ouverture et de fermeture de la structure du toit en membrane ( A-Fermé, B-demi-ouvert, C-ouvert)
Figure-3 : Stade de tennis Rothenbaum – Démonstration d’ouverture et de fermeture de la structure du toit en membrane ( A-Fermé, B-demi-ouvert, C-ouvert)

3. Structures de toit rétractables en tant que combinaison de différents éléments

Dans ce type, le toit entier ou de petites parties individuelles du toit rétractable sont composés de différents éléments structurels rétractables (éléments rigides et membranaires). Par exemple, le stade olympique Big « O », Montréal, Canada (1976) est une structure avec des éléments de toiture fixes et mobiles de types rigides et à membrane. Ils sont conçus pour le mouvement de pliage.

Le stade olympique Big « O » ;  démonstration d'ouverture et de fermeture de structure de toit composée de différents éléments (rigide, membrane) (A - fermé, B - semi-ouvert, C - ouvert)
Figure 4 : Le stade olympique du Grand « O » ; démonstration d’ouverture et de fermeture de structure de toit composée de différents éléments (rigide, membrane) (A-fermé, B-demi-ouvert, C-ouvert)

Avantages des toits rétractables

Les avantages des toits rétractables sont :

  1. Les stades à toit rétractable permettent de pratiquer des sports de plein air dans des conditions plus favorables et pour le confort des spectateurs lors de conditions climatiques extrêmes de chaleur ou de froid.
  2. Les toits rétractables permettent la croissance de terrains de jeu en gazon naturel dans des environnements soumis à des conditions météorologiques extrêmes.
  3. Les toits rétractables aident à contrôler la quantité de lumière solaire tombant dans l’espace sans interrompre la vue.
  4. Les toits rétractables pour les installations de construction ajoutent de la valeur à la propriété.
  5. Les toits rétractables sont esthétiques et se déclinent en différentes options de conception, quelle que soit leur application.

FAQ

Qu’est-ce qu’une structure de toit rétractable ?

Une structure de toit rétractable est un type de structure dans lequel une partie ou la totalité du toit peut être déplacée ou rétractée pour utiliser l’installation dans son état ouvert ou fermé.

Quelles sont les applications des structures de toit rétractables?

Les structures de toit rétractables sont couramment utilisées dans les stades, les restaurants, les centres de natation et les installations qui souhaitent offrir une expérience de plein air.

Quels sont les types de mouvements possibles dans les toitures rétractables ?

Un toit rétractable est conçu pour se rétracter par glissement, levage, rotation ou pliage. Il peut également adopter un système extensible ou un système combiné.

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