1. Stade à structure en acier : 4 avantages révolutionnaires par rapport à la construction traditionnelle
Représentante typique de l’industrialisation du bâtiment, la structure en acier redéfinit les stades sportifs grâce à son esthétique industrielle et à son innovation fonctionnelle. Cette révolution spatiale, induite par l’acier, permet « de grandes portées, des délais de construction courts et une faible consommation d’énergie ».
1.1 Grand espace sans poteaux, remodelant l’expérience visuelle.
Des fermes spatiales de grande portée (jusqu’à 180 mètres de portée unique) ou des structures en grille (comme une structure en toile d’araignée tridimensionnelle) sont utilisées dans les bâtiments à structure métallique pour éliminer l’obstruction des poteaux et augmenter de 50 % le champ de vision du public. Cette technologie, comparable au plus grand hangar d’Asie (404 mètres de portée sans poteaux), peut facilement couvrir la tribune principale d’un stade pouvant accueillir 100 000 personnes. En termes de coût, la structure en grille coûte entre 300 et 500 USD/㎡. Comparée à la solution en béton, elle allie avancée technologique et rentabilité, permettant d’économiser 20 à 30 % du coût d’utilisation de l’espace.
1.2 Construction rapide, saisissez l’opportunité commerciale
Préfabrication modulaire : 95 % des composants sont préfabriqués en usine, boulonnés sur site, et la construction principale d’un stade de 20 000 ㎡ ne prend que 90 jours (150 jours de moins que les procédés traditionnels). Les interfaces modulaires sont réservées, et des étages commerciaux, des loges VIP ou des parkings temporaires peuvent être rapidement ajoutés après le match, et le cycle de rénovation ne prend que 3 mois.
1.3 Vert et à faible émission de carbone, répondant aux dividendes politiques
Données de protection de l’environnement : L’acier est 100 % recyclable, les déchets de construction sont réduits de 90 %, les émissions de carbone sont 57 % inférieures à celles du béton et il est facile d’obtenir la certification de bâtiment écologique. Avec un toit photovoltaïque intégré (la production annuelle d’électricité couvre 30 % de la consommation d’électricité) + un système de ventilation tridimensionnel, la consommation d’énergie pendant l’exploitation est réduite de 18 %.
1.4 Intelligent et sûr, protégeant l’événement sans aucune erreur.
Les spécifications de conception GB, EN et AISC sont adoptées et l’acier haute résistance Q355B S355JR A572 SM490A est utilisé. L’acier haute résistance Q355B S355JR A572 SM490A est utilisé et il a réussi le test sismique.
2. Quatre solutions majeures de structure en acier, adaptées aux différentes exigences de la scène
À l’ère de la personnalisation « un lieu, une politique », les structures en acier répondent à des problématiques scénaristiques variées grâce à la combinaison de multiples technologies. Des événements internationaux rassemblant des dizaines de milliers de personnes aux centres de formation communautaires, les solutions modulaires de Xintiandi Steel Structure permettent une adéquation précise aux besoins et une réponse dynamique au marché.
| Type de scène | Solution recommandée | Performances de base | Avantages pour le propriétaire |
| Grands lieux d’événements internationaux | Poutre spatiale de 180 m de portée + grille | Il peut accueillir de 80 000 à 100 000 spectateurs, avec une couverture complète de vision sans pilier, et est équipé de loges VIP et d’un centre média. | Organisez des événements de premier plan et renforcez l’effet carte de visite de la ville |
| Base de formation professionnelle | Portique standardisé + cloison flexible | La travée simple mesure 30 à 50 mètres, ce qui permet de diviser rapidement la zone d’entraînement, le vestiaire et la salle de physiothérapie, économisant ainsi 30 % de la consommation d’acier. | Mise en œuvre rapide et peu coûteuse, permettant des ajustements fonctionnels ultérieurs |
| Stade commercial polyvalent | Bâtiment complexe à plusieurs étages en structure d’acier (avec étage commercial) | L’utilisation de l’espace vertical a augmenté de 300 %, la restauration intégrée, la vente au détail et le stationnement, ainsi que les revenus commerciaux annuels ont augmenté de 200 %. | Fonctionnement en double mode : regarder les matchs pendant le match + activités quotidiennes |
| Lieux d’événements temporaires | Structure en acier léger + système de démontage et de montage rapide | Livraison complète du processus dans les 45 jours, amovible et relocalisable, coût d’un seul module : 80 000 $ | Répondre aux besoins d’événements à court terme et réduire les risques d’inactivité |
3. Application interdomaine de la structure en treillis : ouvrir de nouvelles possibilités pour les lieux ouverts
Français Basé sur les avantages techniques d’une grande portée, d’une capacité portante élevée et d’une disposition flexible, le système de treillis de la structure en acier Xintiandi s’étend des stades sportifs aux scènes d’espaces plus ouverts.
3.1 Grandes salles d’exposition/centres de congrès et d’exposition
Logique d’adaptation : Un grand espace sans poteaux est nécessaire pour répondre à la disposition libre des expositions. L’exigence d’une seule portée est généralement de 80 à 120 mètres. La solution traditionnelle en béton nécessite des poteaux denses (affectant l’expérience d’exposition), tandis que la structure en treillis en acier peut atteindre une portée libre de 140 mètres (similaire à la même technologie du Centre national des congrès et des expositions de Shanghai), et l’efficacité de l’exposition est augmentée de 40 %.
3.2. Installations industrielles de très grande taille/entrepôts logistiques
Amélioration de l’efficacité : Les installations industrielles lourdes doivent transporter des équipements en surpoids (tels que les hangars de maintenance d’avions avec des charges ≥ 5 t/㎡). La structure en treillis permet d’atteindre une portée unique de 160 mètres et une augmentation de la capacité de charge de 20 % grâce à la conception de renforts en acier en forme de H, économisant 15 % d’acier par rapport à la solution en béton. Le centre de stockage automatisé nécessite des opérations sans obstacle à haute altitude. La structure en treillis en acier combinée à la lucarne intelligente permet d’optimiser la ligne de mouvement du robot de stockage, et le taux d’utilisation de l’espace atteint 92 % (la solution traditionnelle n’est que de 75 %).
3.3. Optimisation acoustique des lieux culturels et artistiques (théâtres/salles de concert)
La structure en treillis est légère, ce qui est pratique pour la suspension de plafonds acoustiques professionnels (comme la même structure que celle du Grand Théâtre National). Le temps de réverbération peut être contrôlé avec précision entre 1,2 et 1,8 seconde, répondant aux besoins de différents spectacles tels que les symphonies et les opéras. Les fermes de forme libre (comme en forme de vague et en forme de dôme) soutiennent la mise en œuvre créative des maîtres architecturaux. Un théâtre provincial utilise un système de fermes hyperboliques avec une erreur de construction contrôlée à ± 3 mm, devenant ainsi un point de repère culturel de la ville.
4. Comparaison avec les solutions béton traditionnelles :
Ces dernières années, les structures en acier ont représenté 68 % des nouvelles constructions d’installations sportives, soit une augmentation de 42 points de pourcentage par rapport à il y a cinq ans. À l’heure où l’efficacité et la durabilité deviennent des indicateurs incontournables, l’essor des structures en acier bouleverse les règles du secteur.
| Indicateurs de base | Schéma de structure en acier | Solution traditionnelle en béton | Économies du propriétaire |
| Période de construction | 90 jours (20 000 m2) | 240 jours | 150 jours (opération commencée six mois à l’avance) |
| Coût de rénovation | L’ajustement local des modules réduit les coûts de 60 % | Doit être démoli et reconstruit, coût élevé | Une expansion ultérieure permettra d’économiser plus d’un million de dollars américains |
| Coût du cycle de vie | Le coût global est inférieur de 15 à 20 % | Les dépenses post-maintenance représentent plus de 30 % | Réduire les coûts d’exploitation |
| Valeur de recyclage | La valeur du recyclage de l’acier atteint 30 % du coût de construction | Le béton n’a pratiquement aucune valeur de recyclage | Peut être recyclé après la retraite |
5. FAQ
Q 1. Comment un stade à structure métallique peut-il garantir sa résistance aux séismes et au vent ?
R : Lors de la conception, les ingénieurs calculeront soigneusement la charge supportée par le bâtiment en fonction des exigences de résistance aux séismes de la zone où se trouve le stade (comme l’exigence locale de fortification à 8 degrés) et des conditions de vent (comme une pression de vent de base de 0,55 kN/m²). Concernant la conception structurelle, le corps principal du stade adopte généralement un système de fermes spatiales, de treillis ou de fermes tubulaires, et l’ensemble du bâtiment est renforcé par des nœuds rigides ou articulés. Lors du choix des matériaux, les composants seront en acier Q355B S355JR A572 SM490A, à haute résistance et de bonne qualité, afin que chaque pièce soit solidement assemblée.
Avant la construction, simulez la réponse du stade dans des conditions extrêmes telles que des tremblements de terre et des vents forts pour voir si le déplacement et la contrainte du bâtiment se situent dans la plage de sécurité spécifiée lorsque des tremblements de terre fréquents, des tremblements de terre rares ou des typhons qui se produisent une fois par siècle frappent.
| Dimensions de comparaison | Méthodes modernes de construction de stades à structure en acier | Méthode de construction traditionnelle |
| Base de conception | Respectez strictement les normes de conception de la structure en acier, combinez l’intensité de la fortification sismique et la pression du vent de base pour calculer avec précision la charge | La conception est principalement basée sur l’expérience et la précision du calcul de charge est faible |
| Système structurel | Adoptez un système de fermes spatiales, de grilles ou de fermes tubulaires et améliorez la rigidité globale grâce à une connexion rigide par nœud ou à une conception articulée | La plupart d’entre elles sont des structures traditionnelles telles que des ossatures en briques et béton et en béton, avec une rigidité et une stabilité relativement faibles. |
| Sélection des matériaux | Les composants sont fabriqués en acier de qualité Q355B S355JR A572 SM490A et les nœuds importants sont fabriqués en acier moulé ou en technologie de soudage par lignes croisées. | Les matériaux couramment utilisés tels que les briques et le béton ont une faible résistance et une faible ténacité |
| Technologie des procédés | Adoptez les spécifications de conception EN et AISC, effectuez une analyse par éléments finis avant la construction, simulez des conditions de charge extrêmes et installez des joints de dilatation thermique, des amortisseurs et d’autres mesures structurelles. | Utilisation réduite de la technologie d’analyse de simulation, capacité insuffisante à faire face aux effets environnementaux |
| Garantie de performance | Le système triple assure une résistance aux tremblements de terre et au vent et peut résister à des situations extrêmes telles que des tremblements de terre fréquents, des tremblements de terre rares et des typhons qui ne se produisent qu’une fois par siècle. | Faible résistance aux tremblements de terre et au vent, faible sécurité face aux catastrophes extrêmes |
Q2. Un stade en acier est-il vraiment plus cher qu’un stade en béton ? À long terme, quelle structure est la plus rentable ?
R : Les composants d’une structure en acier peuvent être produits à l’avance en usine et transportés sur site pour assemblage, comme des blocs de construction. La vitesse de construction est de 30 à 50 % plus rapide que celle des structures en béton traditionnelles. La durée de construction est raccourcie, ce qui permet naturellement de réaliser d’importantes économies sur les coûts de main-d’œuvre et de gestion.
De plus, l’acier est beaucoup plus léger que le béton, ne pesant que la moitié, voire le tiers, ce qui réduit la pression sur les fondations et permet de réduire les coûts de pose. Un stade en acier présente également un avantage caché : son taux de recyclage peut dépasser 90 %. Une fois le stade hors service, cet acier peut être démantelé et vendu. Les déchets générés après la démolition d’une structure en béton ont non seulement peu de valeur, mais sont également très coûteux à gérer. En comparaison, les avantages environnementaux et économiques de la structure en acier sont plus évidents.
Q3. Les structures en acier peuvent-elles être utilisées pour construire des stades de grande portée ? Comment garantir une sonorisation claire et une luminosité suffisante dans le stade ?
R : Les structures en acier sont particulièrement adaptées aux bâtiments de grande portée. Des conceptions telles que les fermes tubulaires, les structures à poutres et les structures à membrane câblée permettent de construire facilement des espaces d’une portée de 80 à 200 mètres. Par exemple, la portée du toit de certains stades atteint 180 mètres, et l’absence de piliers au milieu permet au public de mieux voir le match et d’optimiser l’espace.
Côté éclairage, des bandes lumineuses sont installées sur le toit, du verre feuilleté ou des panneaux solaires sont utilisés, puis des murs-rideaux latéraux en verre sont installés. Un système d’éclairage intelligent permet de basculer automatiquement entre la lumière naturelle et artificielle en fonction des conditions météorologiques et des besoins réels, ce qui est à la fois économe en énergie et pratique. De plus, les points de connexion de la structure en acier sont conçus pour être très flexibles, ce qui facilitera l’installation future de grands écrans LED et d’équipements audio. Qu’il s’agisse d’une compétition ou d’une performance, cela peut être facilement géré.
| Dimensions de comparaison | Méthodes de construction traditionnelles | Stade à structure en acier |
| Méthode de mise en œuvre à grande portée | Les structures poutres-poteaux en béton sont souvent utilisées. Lorsque la portée est importante, des poteaux supplémentaires doivent être ajoutés, ce qui affecte l’intégrité de l’espace intérieur. | Grâce à l’utilisation de fermes tubulaires, de poutres à cordes, de structures à membranes de câbles, etc., il est facile d’atteindre une portée de 80 à 200 mètres, sans colonnes bloquant l’intérieur et avec un large champ de vision. |
| Traitement acoustique | S’appuyant sur des murs solides et épais, l’effet d’absorption acoustique est limité et le temps de réverbération est difficile à contrôler avec précision | Utilisez des absorbeurs de bruit spatiaux (tels que des plaques d’aluminium perforées + du coton insonorisant) et des matériaux insonorisants muraux (tels que des panneaux insonorisants en fibre de polyester) pour contrôler avec précision le temps de réverbération à 2,5-3,5 secondes, évitant ainsi efficacement les interférences d’écho. |
| Conception d’éclairage | La plupart d’entre elles sont des fenêtres fixes ou des puits de lumière, ce qui rend difficile l’utilisation de la lumière naturelle et consomme beaucoup d’énergie pour l’éclairage artificiel. | La bande d’éclairage supérieure (comme le verre feuilleté ou le panneau solaire) combinée au mur-rideau latéral et au système de contrôle d’éclairage intelligent peut permettre une commutation transparente entre la lumière naturelle et la lumière artificielle, réduisant ainsi la consommation d’énergie. |
| Flexibilité pour une transformation ultérieure | La structure est fixe et la rénovation nécessite beaucoup de démolition et de reconstruction, ce qui est coûteux et prend du temps. | La conception flexible des nœuds de la structure en acier facilite l’installation et la modification d’équipements ultérieurs (tels que des écrans d’affichage à LED et des systèmes de renforcement sonore) pour répondre aux besoins d’événements et de performances multifonctionnels. |
Q4. Combien de temps faut-il pour construire un stade à structure métallique ? Comment garantir sa livraison à temps ?
R : En général, la construction d’un stade à structure métallique prend de 1 à 2 ans, selon sa taille et sa complexité. Le processus de construction peut être divisé en trois étapes :
Étape des fondations (3 à 6 mois) : À cette étape, les fondations sur pieux et les fondations sur colonnes indépendantes doivent être construites en premier, puis les conduites d’eau, les câbles et autres canalisations souterraines doivent être enterrés. Pendant que les ouvriers creusent et posent les pieux, l’équipe de conception peut simultanément réaliser la conception détaillée de la structure métallique et commencer la construction des deux côtés simultanément pour gagner du temps.
Étape de la structure métallique (5 à 8 mois) : Tout d’abord, les poutres, les poteaux et autres composants sont produits en usine, puis transportés sur site pour assemblage. Il existe deux méthodes de construction courantes : l’une consiste à assembler la structure métallique dans son ensemble au sol, puis à la soulever lentement en hauteur à l’aide d’un équipement hydraulique ; l’autre consiste à diviser la structure métallique en petits éléments, puis à les hisser et à les assembler un par un. Ces deux méthodes permettent de réduire les risques liés aux opérations en haute altitude et de sécuriser la construction.
Étape de la toiture et de la décoration (4 à 6 mois) : installation de la toiture métallique et du mur-rideau en verre, puis réalisation de la décoration intérieure, et enfin mise au point des équipements d’éclairage, de climatisation, de sonorisation et autres. Afin d’éviter les retards de construction, l’équipe de construction utilisera la technologie BIM pour suivre en temps réel l’avancement de la production de chaque composant et détecter d’éventuels écarts lors de l’installation sur site. Elle pourra également planifier les connexions de chaque processus à l’avance.
De plus, pour les conditions météorologiques particulières, comme la saison des pluies et l’hiver, des plans de construction spécifiques seront élaborés à l’avance. Auparavant, un stade pouvait accueillir 30 000 personnes. La structure principale a été achevée 45 jours à l’avance grâce à une organisation raisonnable du processus.
Q5. Des formes personnalisées peuvent-elles être réalisées selon les plans d’architecture ?
R : Nous proposons un service complet et toutes les conceptions personnalisées peuvent devenir réalité.
Les formes complexes sont faciles à réaliser : grâce au BIM et aux technologies de conception paramétrique, qu’il s’agisse d’un toit hyperbolique, d’un dôme circulaire ou d’une structure ondulée (comme la structure incurvée du Nid d’oiseau de Pékin), elles peuvent être réalisées avec une précision de construction exceptionnelle et une erreur ne dépassant pas 3 mm.
Un choix de matériaux extrêmement flexible : divers aciers peuvent être combinés à volonté, et l’acier en H, les poutres-caissons et les fermes tubulaires rondes peuvent être utilisés à volonté. Qu’il s’agisse d’une tribune de 50 mètres de long sans poteaux ou d’un extérieur transparent dont 80 % de la surface est couverte par des murs-rideaux en verre, les deux répondent aux exigences de conception.
Cas concret : Dans un projet de stade, la toiture en treillis d’acier adopte un design en ruban, agrémenté d’un spectacle de lumières LED la nuit, créant un magnifique décor urbain. Par rapport à une construction traditionnelle en béton, le délai de construction est réduit de 60 jours.
| Dimensions de comparaison | Méthode de construction traditionnelle | Solutions de capacités personnalisées pour l’ensemble de la chaîne industrielle |
| Réalisation de la modélisation | La modélisation de surface complexe est difficile à réaliser, repose sur des modèles et comporte de grandes erreurs | En s’appuyant sur le BIM et la conception paramétrique, des formes complexes telles que des surfaces hyperboliques et des dômes peuvent être réalisées, et l’erreur de construction est contrôlée à ± 3 mm. |
| Application du matériel | Le choix des matériaux et des composants est limité, ce qui rend difficile l’équilibre entre de grands porte-à-faux et des façades transparentes | La combinaison d’acier en forme de H, de poutres caissonnées et d’autres composants multiples soutient un porte-à-faux sans colonnes de 50 mètres et une conception transparente avec un mur-rideau en verre à 80 % |
| Période de construction | Le processus de construction d’une structure en béton est compliqué et la période de construction est longue. | En prenant comme exemple un stade populaire, la période de construction a été raccourcie de 60 jours par rapport à la solution en béton. |
| Mise en œuvre créative | La conception et la construction sont déconnectées et la créativité est facilement réduite | L’ensemble de la chaîne industrielle collabore pour assurer un soutien complet de la conception à la construction, comme le toit en treillis d’acier de style « ruban » combiné à un spectacle de lumière LED, qui a été mis en œuvre avec succès. |
Choisissez une structure en acier, choisissez une compétitivité à l’épreuve du futur
Lorsque les sites sportifs passent du statut de « supports d’événements uniques » à celui de « pôles de vitalité urbaine », le choix des technologies architecturales dépasse le cadre de l’ingénierie et devient un élément clé de la compétitivité des villes. XTD Steel Structure reconstruit les infrastructures sportives avec une approche industrialisée et crée un nouveau paradigme industriel basé sur la « symbiose entre vitesse et esthétique, et la coordination entre économie et environnement ».
