BE1023863B1

BE1023863B1 - Toit avec couverture en membrane a deploiement

Info

Publication number: BE1023863B1
Application number: BE2015/0163A
Authority: BE
Inventors: Andrzej Jastrzebski
Original assignee: Andrzej Jastrzebski
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2017-08-24
Also published as: BE1023863A1; PL415560A1; PL233195B1

Abstract

Toit avec couverture en membrane capable de se déployer et de se rétracter portée par des poutres suspendues (4) aux lignes de translation (7) saillantes d'une structure primaire en élévation (8) supplantant des autres composants du toit et de ce fait libérée des contraintes dimensionnelles.

Description

Toit avec couverture en membrane à déploiement. L’invention concerne un toit avec couverture en membrane à déploiement destiné à protéger contre les intempéries des bâtiments et terrains soumis aux contraintes d’exploitation exigeant des écartements important entre des appuis au sol reprenant la descente des charges dudit toit. L’état de la technique comprend divers toits à couverture rétractable en membrane tendue dans une direction ou à double sens capable d’emprunter une surface à double courbe stable sous l’action du vent et se prêtant à l’évacuation aisée de l’eau pluviale. Un exemple répondant à la première catégorie évoquée est divulgué dans un document JP H07 260762. Il présente un toit à couverture rétractable en membrane portée par une structure à câbles dans laquelle entre chaque paire de câbles tendeurs est étendue platement une membrane faisant partie d’une aire des parcelles fléchissant sous leur propre poids. Une membrane montée ainsi est exposée aux soulèvements et poussées répétitives par le vent. Cette configuration ne permet pas d’établir d’un système rationnel d’évacuation de l’eau pluviale. Il existe déjà au moins un toit à couverture rétractable en membrane tendue sur des poutres en treillis à membrure supérieure cintrée convexe. Ces poutres isostatiques se déplaçant à l’aide de chariots équipant leurs extrémités ont la capacité de portée limitée. La tension des membranes est obtenue grâce aux câbles tendeurs alternant les poutres en treillis. L’objet de présente invention est un toit comportant au moins une membrane apte à se rétracter et à se déployer en voilure à double courbe tendue sur des supports mobiles suspendus à une structure primaire en élévation étendue entre des appuis situés hors de l’espace à protéger. Une telle couverture peut être intégrée dans un toit ou dans un ensemble des toits fixes. A cet effet, la couverture est composée au moins d’une travée orientée perpendiculairement au sens de son déploiement et de sa rétractation.

Chacune des travées comprend au moins deux poutres suspendues, au moins deux porte-membranes et au moins une membrane. Les porte-membranes à profil linéaire cintré convexe dans un plan sensiblement vertical sont fixées aux poutres suspendues par des suspentes à constitution adaptées à l’appropriation des chemins et supports offerts par des lignes de translations saillissant de la structure primaire en élévation. Les suspentes sont pourvues de dispositifs de déplacement et d’immobilisation. Les bords opposés d’une membrane sont attachés à une paire de porte-membranes faisant face fixés aux poutres flanquant une travée. Les raccords entre les bords des membranes et les porte-membranes sont continus et étanches. Les parois des poutres suspendues sont réalisées de manière à assurer cette continuité de l’étanchéité entre les travées. Dans le cas où une travée comporte une membrane, les porte-membranes suivent les poutres suspendues sur toutes leurs longueurs. Si une travée comporte plusieurs membranes, les paires des porte-membranes sont disposés de telle façon que la membrane faîtière recouvre partiellement celles de versant et éventuellement les suivantes forment des cascades sur deux versants en se recouvrant partiellement.

Dans une configuration d’enchaînement des travées, les travées contigües s’appuient sur des poutres suspendues mitoyennes. Les lignes de translation saillant de la structure primaire vers le bas sont formées de façon à procurer aux suspentes des poutres un profilage compatible avec leurs équipements de déplacement, d’immobilisation, d’anti-déraillement, d’anti-soulèvement sous l’action du vent, d’entraînement et d’autres. Des unités d'entraînement autonomes peuvent être associées aux équipements des suspentes des poutres suspendues. Dans une mise en œuvre différente, des mécanismes de transmission à câbles souples intégrés aux lignes de translation effectuent le même service permettant la rétractation et le déploiement de la couverture. De manière générale, la couverture se rétracte en rangeant les poutres suspendues rapprochées avec les membranes pendantes au bout des lignes de translation. La même couverture se déploie sur la partie médiane des lignes de translation en écartant les poutres suspendues l’une par rapport aux autres et étendant ainsi les membranes en voilure tridimensionnelle. L’avantage obtenu grâce à cette invention consiste en réalisation d’un toit avec couverture en membrane capable de se déployer et de se rétracter portée par des poutres suspendues aux lignes de translation saillantes d’une structure primaire supplantant des autres composants du toit et de ce fait libérée des contraintes dimensionnelles et présentant ainsi un grand potentiel constructif. Un autre avantage apporté par la présente invention réside dans la possibilité de fractionnement de la couverture en facilitant ainsi sa mise en œuvre et les manœuvres de déploiement et de rétractation. L’agencement des membranes en cascades sur une forme générale de couverture en portion de tonneau rend l’évacuation de l’eau de pluie aisée et efficace. L’invention est exposée ci-après, sans la limiter, à l’aide d’exemples d’exécution illustrés par les dessins dans lesquels les mêmes éléments portent les mêmes références.

La figure 1 est une coupe générale longitudinale dans un toit avec couverture en membrane en phase déployée.

La figure 2 est la même coupe que celle présentée sur la figure 2 mais en phase rétractée.

La figure 3 est une coupe transversale du même toit que celui présenté sur la figure 1 réalisée à un tiers de la grande côté de l’ouverture.

La figure 4 est une coupe transversale du même toit que celui présenté sur la figure 2 réalisée à un tiers de la grande côté de l’ouverture.

La figure 5 est une vue en plan du même toit que celui présenté sur les figures 1 et 3 soit en phase déployée.

La figure 6 est une vue en plan du même toit que celui présenté sur les figures 2 et 4 soit en phase rétractée.

La figure 7 est un détail extrait de la figure 1.

La figure 8 est un détail extrait de la figure 2.

La figure 9 est un détail extrait de la figure 3.

La figure 10 est une vue aérienne axonométrique du toit présenté aux figures 1, 3, 5, 7 et 9 soit en phase déployée.

La figure 11 est une vue aérienne axonométrique du toit présenté aux figures 2, 4, 6 et 8 soit en phase rétractée.

Selon une forme d’exécution illustrée sur les figures, la couverture comporte une série des travées contigües orientées perpendiculairement au sens de son déploiement et de sa rétractation. Chacune travée est flanquée de deux poutres suspendues 4 mitoyennes sauf les deux situées à ses extrémités. Les poutres suspendues 4 sont cintrées convexe dans les plans sensiblement verticaux et perpendiculaires au sens de déploiement et de rétractation de la couverture. Des porte-membranes 3 de forme linéaire cintrés convexe dans les plans sensiblement verticaux et perpendiculaires au sens de déploiement et de rétractation de la couverture sont fixés sur les poutres suspendues 4 à raison de trois paires par travée de façon à ce que les deux porte-membranes 3 appartenant à la même paire se fassent face. Dans chacune travée, les porte-membranes 3 sont agencés sur les poutres suspendues 4 en réservant aux membranes de versant 2 des positionnements latéraux et à la membrane faîtière 1 la position centrale. La membrane faîtière 1 recouvre partiellement les membranes de versant 2. Les membranes 1, 2 sont montées sur les porte-membranes 3 par les bords opposés. Les raccords sont étanches sur toutes leurs longueurs. Les parois de poutres suspendues 4 sont imperméables afin de constituer l’étanchéité continue pour tout la couverture à plusieurs travées. Le mode de la confection appropriée procure aux membranes 1, 2 la faculté d’engendrer grâce à la géométrie des porte-membranes 3 et à la mise sous contrainte, une surface à double courbe. Les poutres suspendues 4 sont pourvues de suspentes 5 équipées de moyens de déplacement et d’immobilisation ainsi que de dispositifs empêchant le déraillement et le soulèvement sous action du vent. Des unités d’entraînement 6 sont associées aux organes ci-évoqués. Les déplacements et les immobilisations des suspentes 5 ont lieu sur des lignes de translation 7 cintrées convexe dans les plans verticaux suivants le sens de déploiement et de rétractation de la couverture. Elles 7 sont profilées de manière à offrir des chemins et des appuis aux organes des suspentes 5. Les lignes de translation 7 sont suspendues par des câbles verticaux 10 aux câbles porteurs 9 étendus entre des pylônes 18 équilibrés par des haubans 19.

Cet exemple présente les lignes de translation 7 intégrées dans la structure primaire en élévation 8 et assumant le rôle de membrure tendeuse. Les nœuds qu’elles 7 forment avec les câbles verticaux 10 sont liés par des câbles transversaux 11. Les tracés longitudinaux des lignes de translation 7 sont sensiblement identiques mais positionnées aux divers niveaux afin de se situer à la même distance par rapport aux poutres suspendues 4 cintrées. Les travées de couverture en membrane sont situées au dessus du toit fixe 16 à cintrage correspondant à celui des poutres suspendues 4 pour rendre possible le recouvrement partiel du toit fixe 16 par la couverture en membrane à l’exception d’un toit surélevé 17 d’abri pour les travées rétractés. Les figures illustrent un toit avec couverture en membrane à déploiement incorporé dans un toit fixe 16 suspendus par des bretelles 15 à une ferme tendue comprenant des câbles porteurs 12, des câbles tendeurs 13 et des câbles de transfère des charges 14. Selon une autre forme d’exécution la structure primaire en élévation 8 est composée d’une nappe de câbles porteurs 9, d’une autre de câbles tendeurs et des câbles verticaux 10 liant les deux nappes. Les lignes de translation 7 sont fixées dans les nœuds constitués par les câbles tendeurs et les câbles verticaux 10. Selon encore une autre forme d’exécution la structure primaire en élévation 8 est une structure tridimensionnelle tendue entre les pylônes 18 retenus en équilibre par les haubans 19. Elle 8 est composée d’une nappe supérieure comportant les câbles porteurs 9, d’une nappe inférieure comportant câbles tendeurs et de câbles diagonaux liant les deux nappes. Les câbles tendeurs sont ancrés dans les pylônes 19. Les câbles porteurs 9 sont décalées une demie distance par rapport aux câbles tendeurs et sont ancrés dans les pylônes par l’intermédiaire de câbles en fourche. Les lignes de translation 7 sont fixées dans les nœuds constitués par les câbles tendeurs et les câbles diagonaux. Les nappes s’inscrivent dans des surfaces virtuelles à deux courbes dont celle tracée par la nappe inférieure est convexe.

On ajoutera que sur les figures 6 et 11, la référence 20 indique le vide.

Claims

Revendications

1. Toit avec couverture en membrane à déploiement composé d’une structure primaire en élévation (8), des lignes de translation (7), au moins d’une travée de couverture à double versant chacune comprenant des porte-membranes (3) linéaires cintrés convexe dans des plans sensiblement verticaux orientés perpendiculairement par rapport auxdites lignes de translation (7), au moins une membrane (1) montées par ses côtés opposées sur lesdits porte-membranes (3) et capable d’emprunter une surface à deux courbes sous effet d’une traction appropriée exercée par lesdits porte-membranes (3) dans la position déployée ainsi que de dispositifs de déplacement, d’immobilisation, d’entraînement et de mise sous contrainte des membranes (1, 2), caractérisé en ce que, d’une part, lesdits porte-membranes (3) sont fixés sur poutres suspendues (4) pourvues de suspentes (5) incorporant les dispositifs de déplacement, d’immobilisation, d’entraînement, de mise sous contrainte desdites membranes (1, 2), empêchant le déraillement ainsi que le soulèvement sous l’action du vent, et d’autre part, lesdites lignes de translation (7) saillissent vers le bas de ladite structure primaire en élévation (8) offrant chemins de déplacement ainsi que tout support nécessaire pour les dispositifs équipant lesdites suspentes (5) portant lesdites poutres suspendues (4).
2. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arêtes au moins supérieures desdites poutres suspendues (4) sont des arcs coplanaires avec des plans virtuels sensiblement verticaux et transversaux par rapport au sens de déploiement et de rétractation de la couverture
3. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arêtes au moins supérieures desdites poutres suspendues (4) sont des lignes brisées inscrits dans des arcs virtuels coplanaires avec des plans virtuels sensiblement verticaux et transversaux par rapport au sens de déploiement et de rétractation de la couverture.
4. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites poutres suspendues (4) sont composées des segments isostatiques dont les arêtes au moins supérieures forment des lignes brisées s’inscrivant dans des arcs virtuels étendus à toute la longueur des travées de couverture, coplanaires avec des plans virtuels sensiblement verticaux et transversaux par rapport au sens de déploiement et de rétractation de la couverture.
5. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le faisceau desdites lignes de translation (7) est formé de manière à ce que les points de percement virtuels d’un plan virtuel vertical orienté transversalement par rapport audites lignes de translation (7) soient situés sur un tracé d’arc virtuel convexe ou de toute autre courbe virtuelle, ses extrémités orientées vers le bas.
6. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins une travée de ladite couverture comporte au moins trois membranes (1, 2) dont une d’elles est membrane faîtière (1), laquelle au stade déployé s’étend sur les deux versants en recouvrant les rives supérieures de membranes de versant (2).
7. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’unités d’entraînement autonomes (6) sont associées aux dispositifs de déplacement incorporés dans lesdites suspentes (5).
8. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs de déplacement incorporés dans lesdites suspentes (5) sont entraînés par mécanismes de transmission à câbles souples ou à chaînes intégrés dans lesdites lignes de translation (7).
9. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon les revendications 1 et 5, caractérisée en ce que lesdites lignes de translation (7) sont suspendues par câbles verticaux (10) à câbles ou aux ensembles de câbles porteurs (9) faisant ainsi partie de ladite structure primaire en élévation (8).
10. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon les revendications 1 et 5, caractérisée en ce que lesdites lignes de translation (7) sont fixées aux nœuds constitués par câbles tendeurs ou par des ensembles de câbles tendeurs et par câbles verticaux (10) suspendus à câbles porteurs (9) ou ou aux ensembles de câbles porteurs (9).
11. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon les revendications 1 et 5, caractérisée en ce que ladite structure primaire en élévation (8) est une structure tridimensionnelle tendue entre des ouvrages à corps rigide, composée d’une nappe supérieure comportant câbles ou des ensembles de câbles porteurs (9), de la nappe inférieure comportant câbles ou des ensembles de câbles tendeurs décalés en projection verticale par rapport aux câbles ou aux ensembles de câbles porteurs (9), de câbles diagonaux I liant les deux nappes dans les nœuds dont ceux de la nappe inférieure constituent les points de fixation pour lesdites lignes de translation (7).
12. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon les revendications 1, 5, 9, 10 et 11 caractérisée en ce que lesdites lignes de translation (7) sont cintrées convexe dans les plans verticaux orientés dans le sens de rétractation et déploiement de la couverture.
13. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon les revendications 5, 9, 10,11 et 12 caractérisée en ce que lesdites lignes de translation (7) sont liées par câbles transversaux (11).
14. Toit avec couverture en membrane à déploiement selon les revendications 7 et 12 caractérisée en ce que chemins de roulement desdites lignes de translation (7) portent des bandes de roulement à crémaillère.