Brevet FR2537640A1 — publié le 19840615

La présente invention concerne la construction d'un édifice en voile tendu sur câbles d'acier couvrant des ensembles de sport ou de loisirs, de specX tacles ou réunions de tout genre. La surface au sol couverte et utilisable du présent exemple est définie par un carré de 56 mètres de côtés sous couverture, dont la hauteur varie de O mètres à 12 mètres. L'ensemble est ceinturé par une cl8ture grillagée rigide pouvant soit suivre les rives ou soit être en retrait avec une découpe supérieure suivant l'intersection du plan de cette clôture et de la surface de la toiture. Elle est recouvrable de bâches de protection. Par le présent document, nous revendiquons la primeur et l'exclusivité de trois points primordiaux de conception de l'édifice à savoir 1) un système de câbles et poteaux assurant la stabilité de l'ensemble face aux différents paramètres constructifs : une nappe de câbles servant à réagir aux efforts statiques de l'ensemble et une autre nappe pré-tendant la première et permettant à l'ensemble de réagir aux efforts dans toutes les directions. Dans les dispositifs connus de ce genre 9 les câbles porteurs sont contreventés par les câbles tenseurs sur un même plan vertical. De tels dispositifs contraignent l'esthétique de l'édifice d'une part, et nous obligeraient à surcharger l'ensemble en poids et en hauteur. La particularité de notre invention réside dans le fait que les voûtes constituées par les câbles porteurs peuvent être dans des plans verticalement différents de ceux des voûtes des câbles tenseurs. Les dessins annexés représentent les façades et le plan masse d'un ensemble de réponse à un programme donné. 2) Une absence totale de résille ou tramme traditionnelle pour ia couver ture bâchée. Le voile, translucide ou non, tendu, ne servant que de couverture de l'édifice sans être partie prenante de l'équilibre de cet édifice. Les systèmes traditionnels impliquent un soutien de la bâche par la tension d'une résille ou d'une trame de câbles. Le dispositif selon l'invention, ne s'appuie que sur le réseau des câbles porteurs et tenseurs, inserés dans les fourreaux de cette bâche ; et cette dernière reste indépendante de toute traction, tension et systèmes d'équilibre. 3) Un système de fermeture, sous la couverture, autorisant à volonté une ventilation et une isolation thermique suivant l'application effective ou le retrait de bâches en panneaux sur des clôtures grillagées rigides fermant l'accès libre et protégeant l'intérieur en permanence. On connait aussi d'autres dispositifs permettant, soit le cloisonnement par mur ou clôture grillage à partie supérieure horizontale, soit l'isolation par application de bâches en rideaux coulissants ou en panneaux applicables. Par contre, notre invention 1) conjugue les deux effets de cloisonnement et dlisolation par option. 2) utilise la forme de soubassement de la bâche de couverture pour édifier une clôture et un système de fermeture bâchée dont les parties supérieures épousent fidèlement le dessus curviligne et sinueux de la bâche, points par points. 1) Le câble est l'élément le plus économique pour couvrir de grandes surfaces et surtout la légèreté du câble réduit considérablement le poids propre d'une construction. Les câbles porteurs de la toiture suspendue sont toujours sollicités à la traction, lors des tassements inégaux des soutiens, les câbles s'adaptent instantanement aux nouvelles conditions d'équilibre sans qu'il y ait modification appréciable des tensions. Les sollicitations dangereuses sont dues soit aux -arrachements par dépressions, soit aux vibrations (des phénomènes de résonnance peuvent apparaitre et provoquer la destruction de l'ouvrage). C'est la raison pour laquelle la structure portante est constituée de deux familles de câbles, l'une incurvée vers le bas, reprenant les efforts du haut vers le bas et l'autre incurvée vers le haut, reprenant les efforts opposés.Le faible poids propre de ce type de couverture permet dé couvrir de grands espaces, la constitution de cette couverture permet la création de formes esthétiques différentes et non traditionnelles. Dans les systèmes traditionnels, les câbles tenseurs sont placés dans le même plan vertical que les câbles porteurs et en-dessous de ceux-ci. La liai-sont entre les deux câbles d'un-même plan est confortée à l'aide de diagonales précontraintes ou bien les câbles sont reliés par des barres verticales pour favoriser au mieux l'amortissement des vibrations. Notre système tient compte de-ces nécessités et chaque voûte tendue par câbles est couplée à une autre voûte de l'édifice dans un plan différent, ainsi des voûtes sont constituées par des câbles porteurs dont le complément est assuré par des voûtes à câbles tenseurs. Nota : (le contreventement des rives est traité dans la troisième partie de ce document). Dans l'exemple présenté, l'ensemble s'articule autour de trois pylones métalliques triangulés. Des câbles porteurs étant ancrés au sommet de ces pylones. Dans cet exemple et pour présenter la souplesse de ce type de construction, tous les câbles ne sont pas ancrés au point zéro du sol, trois d'entre eux sont ancrés aux sommets de pylones verticaux de hauteur approximative de 2,50 mètres. Ces pylones métalliques haubannés par deux câbles de rééquilibrage peuvent être remplacés par des poteaux en béton ou par tout autre matériau de construction susceptible de répondre aux sollicitations auxquelles ils sont soumis. 2) Les toitures suspendues légères offrent-la possibilité d'une grande variété de formes, grâce à la souplesse du voile tendu sur les câbles porteurs. Pour éviter les systèmes de type traditionnel, il a été utilisé, autant pour le réseau porteur que pour le réseau tenseur, des grilles à trois directions. Il a ainsi été donné aux câbles des écartements sensiblement différents, mais cette solution conduit à une trop grande.rigidité de la toiture. Une autre solution aussi plus élégante consiste à placer les nappes des câbles tenseurs en contact avec la nappe des câbles porteurs. Au point de croisement, les câbles sont réunis par des grilles, et l'ensemble est appelé résille. Les rives curvilignes en câbles maintenant adoptées pour les systèmes à résille autorisent plus de légèreté, tout en compensant la grande déformabilité de la couverture. La couverture est. cependant, dans tous les cas, plaquée sur les résilles. D'autres types de structures tendues suppriment totalement ces résilles dans ce cas, tous les efforts sont repris par le voile tendu. Afin d'éviter ces types de procédés, le système que nous avons adopté présente la particularité de faire passer les câbles dans des fourreaux ménagés à cet effet dans le voile servant de couverture. Mais quoique enfermés dans les fourreaux, ces câbles restent les seuls éléments d'équilibre de la structure. De ce fait, chaque panneau de voile peut être à la rigueur découpé ou enlevé sans pour autant mettre en cause l'équilibre général de l'édifice. Enfin, la légèreté de cette couverture réduit les charges en fondations,le montage se fait très simplement et très rapidement sans échaffaudage. 3) L'utilisation de l'espace intérieur peut nous conduire soit à matérialiser soit à clore celui-ci. D'une part pour éviter les transferts de l'extérieur vers l'intérieur, c'est-à-dire dans le cas d'un contrôle, par exemple, des entrées et des sorties, ou bien pour éviter toute intrusion durant les périodes sans surveillance ; et d'autre part, les transferts de l'intérieur vers l'extérieur particulièrement pour les salles de sport afin d'éviter par exemple de perdre les balles et ballons utilisés à l'intérieur de la structure. C'est pourquoi, le choix a été porté sur une clôture grillagée dont les mailles en général, seraient inférieures à 50 mm par 50 mm, le tracé au sol de cette clôture pourra être rectiligne, ou curviligne. La partie supérieure de la clôture devant être au contact de la couverture, suivra donc la découpe de l'intersection de ce grillage et de la couverture. Entre les rives câblées et les clôtures, il est prévu, relié au sol, un système de câbles tenseurs servant à reprendre la traction verticale due à l'arrachement provoqué par une dépression au vent de cette rive. Ce fuseau de câbles partant d'un point situé au sol sera donc relié verticalement aux câbles de rives de la toiture, puis d'une façon oblique au sommet du grillage, puis un autre câble reliera le point d'ancrage à la demi hauteur du grillage, de fait que cet ensemble servira d'une part à l'accrochage de la rive au sol et d'autre part, au contreventement de la clôture. Un autre câble reliera le sommet du grillage au câble de rive de la toiture. Un système de fermeture pour l'isolation thermique et pour faire écran au vent, est adaptable sur le grillage. Cette protection pourra être constituée du même matériau que la couverture, à savoir toile bâchée translucide ou non qui se fixera sur les parties basses des clôtures grillagées par panneaux de 2 m de haut et de 9 m de large. Les parties hautes des clôtures seront aussi recouvertes par d'autres panneaux de 9 m de large et dont la forme en hauteur épousera le dessin complexe de la partie supérieure des clôtures. Le système de fixation sera très rapide par câbles élastiques et crochets. Nota : les couleurs et l'opacité du voile tendu en couverture et des panneaux bâchés en ceinture seront déterminés selon les intentions des maîtres d'ouvrages et il peut être envisagé en exergue tout dessin, motif, logo et inscription publicitaire et rédactionnelle sur toute ou partie de l'édifice. RE 1) Edifice à voile tendu sur câbles d'acier caractérisé par un système de câbles et poteaux assurant la stabilité de l'ensemble face aux différents paramètres constructifs : une nappe de câbles servant à réagir aux efforts statiques de l'ensemble et une autre nappe pré-tendant la première et permettant à l'ensemble de réagir aux efforts dans toutes les directions. La particularité réside dans le fait que les voûtes constituées par les câbles porteurs peuvent âtre dans des plans verticalement différents de ceux des voûtes des câbles tenseurs. 2) Edifioeselon la revendication 1 caractérisé par - une absence de résille de soutien de la couverture, - la non intervention de cette couverture dans l'équilibre de l'édifice sa tension ne correspondant qu'à sa tenue propre, et non au maintien de l'ensemble, celle-ci reste donc indépendante du système d'équilibre de l'ensemble et peut être partiellement ou totalement retirée, sans nuire à la stabilité de l'ensemble. 3) Edifice selon la revendication 1 caractérisé par un système de fermeture, sous la couverture, autorisant à volonté une ventilation et une isolation thermique suivant l'application effective ou le retrait de bâches en panneaux sur des clôtures grillagées rigides fermant l'accès libre et protégeant l'intérieur en permanence. 4) Edifice selon la revendication l caractérisé en ce qu'il - conjugue les deux effets de cloisonnement et d'isolation par option. - utilise la forme de soubassement de la bâche de couverture pour édifier une clôture et un système de fermeture bâchée dont les parties supérieures épousent fidèlement le dessus curviligne et sinueux de la bâche, points par points. - intègre Un système de cables et poteaux servant au contreventement des 40 rives.