L'architecte Ingo Schrader de Berlin a remporté ce concours grâce à un projet réalisé en étroite collaboration avec les ingénieurs de la société Bollinger + Grohmann. Ces toitures d'environ 25 m de diamètre reposent sur des poteaux en forme de pyramide. La toiture de la porte nord a été achevée en août 2013.
Structure de la toiture de la porte nord
La forme circulaire de la structure d'origine est devenue ovale lors de la planification afin de s'adapter aux conditions du site. Ses dimensions sont de 42 m x 18 m avec une largeur maximale de lamelles de 60 cm. Le porte-à-faux de la toiture s'étend jusqu'à 10 m tandis que ses bords ne font que 15 cm d'épaisseur.
Les quatre poteaux ont été placés sur une grille irrégulière et leur forme pyramidale représente la distribution descendante des efforts. Cette forme leur donne un aspect particulièrement élancé tandis que la toiture donne l'impression de flotter au-dessus d'eux.
Sa structure a été générée et optimisée à l'aide d'un modèle de calcul. Les axes des lamelles porteuses semblent disposés de manière aléatoire. Il s'agit pourtant du résultat d’une conception informatisée conciliant les différentes exigences structurales, de forme, de fabrication et aux limites.
La hauteur et la largeur des lamelles ont ensuite été optimisées. Le programme de calcul Rhinoceros a été connecté à RSTAB à l'aide d'un script VBA pour réaliser cette opération. Un algorithme spécial a réduit de manière itérative les dimensions des sections des lamelles en acier plates en se basant sur les contraintes équivalentes existantes.
Logiciel et module additionnel utilisés
| Calcul de structure | Planification numérique et calcul de structure Bollinger + Grohmann Ingenieure, Francfort www.bollinger-grohmann.com |
| Conception | Ingo Schrader, Berlin www.schrader-architekt.de |
| Construction | Prebeck GmbH, Bogen www.prebeck-stahlbau.de |
| Maître d'ouvrage | Messe Frankfurt, Allemagne www.messefrankfurt.com |
