Brevet FR2054577A1 — publié le 19710423

2Ô54577 La présente invention concerne le domaine des éléments structuraux, particulièrement des éléments structuraux préfabriqués utiles dans la construction des toits et/ou des murs. Plus spécifiquement, l'invention concerne une structure de toit en 5 encorbellement (ou en porte-à-feux)de type paraboloidal hyperbolique approprié pour l'utilisation comme structure de couverture de hangars pour l'aviation, particulièrement de hangars susceptibles de loger et d'entretenir simultanément une pluralité d'avions à réaction géants commercialisables dans un 10 proche avenir. Puisque les aéroports sont fréquemment' construits sur des sols chargés ou sols pauvres, il existe d'habitude des limitations substantielles au poids des structures qui peuvent être bâties sur ces sols. De sévères limitations en ce qui concerne leur 15 hauteur sont ainsi imposées aux structures des aéroports en • raison de leur proximité par rapport aux transporteurs aériens*Une hauteur limite totale de 36 m est, par exemple, non inhabituelle pour l'implantation d'un hangar. Néanmoins, étant donné l'apparition d'avions de plus en plus grands, une hauteur 20 interne calculée suffisamment largement doit être maintenue sur toute l'étendue des zones couvertes par le hangar, particulièrement s'il est prévu de faire rentrer les avions aussi bien par le côté queue que par le côté du nez. Une hauteur interne d'approximativement 24 m est par exemple requise pour le Boeing 747. Pour 25 permettre une souplesse d'utilisation maximale, un hangar doit bien entendu être entièrement ouvert à sa périphérie puisque les colonnes ou parois porteuses de charge empêchent la sortie et l'entrée de l'avion. Il est par conséquent avantageux de pouvoir disposer d'un toit en encorbellement construit de façon 30 à respecter les limitations précitées de hauteur, soit 24 m à 36 m , sans dépasser les limites permises pour le poids. Cependant, puisque le système classique à fermes ou armature pour les encorbellements de toits dépassait déjà toutes les limitations raisonnables de poids -le système classique étant déjà 35 à ces limites maximales pour les dimensions des avions existant actuellement -, il ne pourrait pas être réalisé pour les avions extrêmement grands qui seront utilisés dans l'avenir. Les 70 22138 2 2054577 limitations de hauteur et/ou de poids des constructions de toit présentement connues deviennent prohibitives lorsqu'on est obligé d'utiliser des envergures ou portées d'encorbellement de dimensions telles qu'il devient possible de loger simultanément 5 des avions ayant par exemple la taille du Boeing 747, particulièrement lorsque des dispositifs de démontage et/ou d'entretien doivent être inclus sous la même toiture. De plus, les structures de toit actuelles sont construites verticalement par couches et elles ne sont pas facilement "10 préfabriçables puisqu'une couche plus basse, par exemple un assemblage à fermes ou armature, doit être construite avant que la couche suivante, située au-dessus, ne soit construite sur cette couche plus basse. Les structures vastes de toit et/ou de paroi, particulièrement 15 les structures de. toit en encorbellement et particulièrement celles . couvrant de grandes surfaces, présentent de temps en temps un mouvement désigné"ci-après par "battement". Ce battement, qui consiste en des mouvements vibratoires d'amplitude importante de, par. exemple, la portion terminale libre d'une structure en 20 encorbellement, peut résulter de forces dynamiques appliquées extérieurement, telles que le vent et, dans des cas extrêmes, d'ondes sonores ou d'autres sources de vibrations. Ainsi, des conditions propices à ce battement, de nature potentiellement dangereuse, peuvent être facilement réalisées ou induites sur 25 des structures de toit en encorbellement légères et de grande envergure, sous l'action du vent, des bruits et des autres vibrations exis tant généralement de façon prédominante dans les aéroports. Les grandes portées, de. faible poids, sont, bien entendu, particulièrement susceptibles de subir ce mouvement de 30 battement à des degrés potentiellement destructeurs. Bto. accord avac la présaate invention, les conditions de battement potentiellement dangereuses sont éliminées par l'utilisation d'éléments flexibles sous tension, tels que des câbles, qui interréagissent avec le reste de la structure d'une manière telle 35 que la totalité de l'assemblage constitue un système auto-amortisseur de façon interne. ' Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, 70 22138 3 2054577 cette structure de toit comprend une pluralité de sections de toit nouvelles, chacune en encorbellement à partir d'un élément d'armature central et chacune comprenant un élément de surface paraboloïdal hyperbolique maintenu-en extension entre un élément 5 de tension linéaire et un élément de compression linéaire qui possède substantiellement la même étendue que l'élément de tension, mais qui ne forme pas avec ce dernier un plan, commun à tous deux. Des éléments de tension, flexibles et de forme allongée, sont mis sous tension, et relient, des parties de l'un 10 des éléments linéaires avec des parties espacées dans le sens de la longueur de l'autre des éléments linéaires, tout en étant en prise avec des portions de l'élément de surface parabôloïdal hyperbolique en des points situés entre ledit élément - de tension linéaire et ledit élément de compression linéaire. 15- Dans sa forme d'exécution préférée, la structure de toit . comprend une série d'assemblagœ modulaires, disposés côte à côte, de profil écrasé, de faible poids, et en encorbellement à partir d'une colonne ou armature centrale. Chaque assemblage modulaire comprend une paire de section: de toit ayant des 20 éléments de surface en .feuille d'acier de forme paraboloïdale hyperbolique, des éléments de tension linéaire et de compression linéaire ayant par exemple la forme de poutres en I et des câbles d'acier, mis sous tension de façon appropriée, qui , simultanément,augmentent ïa résistance de la structure et 25 maîtrisent le phénomène de battement précité. En faisant varier le nombre de câbles utilisés dans la structure, les points de fixation de ces câbles, et le degré de tension de chacun de ceux-ci, le même système structural de base peut être facilement adapté à des conditions de charge 30 statique et dynamique très variées. la structure de toit selon la présente invention permet ainsi d'obtenir une absence complète de battement et un haut degré de rigidité, tout en étant beaucoup plus légère que les structures classiques de performances similaires. 35 l'invention sera maintenant décrite plus en détail en référence à la description ci-après et aux dessins ci-joints, dans lesquels : 70 22138 4 2054577 - la figure 1 est une vue schématique, en perspective, -d'une installation de hangar pour avions dans laquelle une paire de structures de toit conforme à un mode de réalisation de la présente invention sont disposés en encorbellement ou porte-à- 5 faux sur les deux côtés opposés d'un support central ; - la figure 2 est une vue schématique, en élévation de profil, de l'installation de hangar de la figure "1 ; - la figure 3 est une vue schématique, en élévation de face de l'installation de hangar des figures 1 et 2 ; "10 - la figure 4 est une vue schématique, en perspective, montrant, à plus grande échelle, un mode de réalisation de l'assemblage de toiture qui constitue un élément de contruction modulaire utilisé pour constituer la structure de toit illustrée par les figures 1, 2 et 3 ; 15 - la figure 5 est une vue schématique, en perspective, montrant un mode de réalisation de la construction intérieure, après enlèvement de l'habillage, de l'assemblage de toiture illustré sur la figure 4 ; - la figure 6 est une vue de dessus ou en plan, à échelle 20 légèrement agrandie, de l'assemblage de toit illustré sur la figure 5 ; - la figure 7 est une vue schématique, en perspective, de l'une des unités de toit d'une pluralité de. telles unités de hauteur progressivement variable qui, selon un mode de - 25 réalisation de la présente invention, forment toutes ensemble la structure de toit illustrée sur les figures 5 et 6 ; - la figure 8 est une vue à échelle agrandie, enœupe selon les flèches 8-8 de la figure 2, qui montre un aseoSDlage de toit intermédiaire ainsi que les portions de deux assemblages ■2Q de toit adjacents qui forment ensemble une partie de la structure de toit illustrée sur la figure _2 ; - la figure 9 est une Vue schématique, en perspective, d'un mode de réalisation d'un dispositif d'ancrage par câbles pour l'ancrage de l'une des extrémités d'un câble à un élément 35 formant cornière ; - la figure 10 est une vue en coupe partielle, selon les' flèches 10-10 de la figure % qui montre , en coupe, un câble 70 22138 5 2054577 . passant à travers l'un des éléments de liaison inclinés illustrés sur la figure 5 ; - la figure 11 est une vue en élévation de profil, partielle et en partie coupée, de moyens de liaison et de mise sous 5 tension de câbles, selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 12 est une vue en coupe, selon 12-12 de la figure 11 ; - la figure 13 est une "vue partielle, en coupe, selon les 10 flèches 13-13 de la figure 7» qui montrent un câble en prise substantiellement continue avec la surface de dessous de l'élément de surface paraboloïdal'hyperbolique, selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 14 est une vue à échelle agrandie, en coupe 15' partielle selon les flèches 14-14 de la figure 3, qui montre . une porti-on de la structure de support et armature centrales pour supporter, en porte-à-faux, des assemblages de toit selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 15 est une vue schématique, en élévation de 20 profil, d'un mode de réalisation selon la présente invention, dans lequel deux installations telles que celle illustrée dans la figure 2 sont reliées bord à bord pour constituer une installation plus importante. L'installation pour hangar d'avions illustrée sur la figure 25■ 1 est constituée par une structure de toit en encorbellement double ou porte-à-faux double qui comprend un élément de support central formé par un noyau central 1 et par une paire de colonnes auxiliaires porteuses 1a et 1b, suivant le côté opposé dudit noyau central et coopérant avec ceux-ci pour supporter une 30 armature de forme allongée 2. Une paire de portions de toit 3 et 4, de préférence identiques,quoique cela ne soit pas nécessaire, sont fixées à l'armature allongée 2 et s'étendent en porte-à-faux par rapport à celle-ci, dans des sens opposés. Chacune des portions de toit en encorbellement 3 et 4 comprend une pluralité 35 d'assemblages en encorbellement 5 disposés côte à côte. Conformément à la présente invention un assemblage typique 5 (figure 4), qui peut être assemblé à un élément de construction 70 22138 6 2054577 ou élément modulaire dans la construction de structure relativement importante telle que par exemple la.structure de toit pour hangar d'avions illustrée sur la figure 1, comprend un élément résistant à la tension et rigide en forme de 5 nervure 8, une paire de cornières 9 et 9' résistant à la compression et rigides, et une paire d'éléments de surface paraïd hyperbolique 6 et 6' qui peuvent comprendre chacun une pluralité de panneaux relativement plus.petita, par exemple de panneaux 30 et 30' en métal ou en plastique suffisamment fort, 10 lesquels éléments de surface relient les cornières 9 et 9* > respectivement, avec l'élément en forme de nervure 8, et de préférence deux paires de câbles de "battement", par exemple les câbles 10, 10' et 21b, 21b' qui relient les éléments en cornière et l'élément en nervure et qui sont également en 15 prise avec ces éléments de surface 6 et 6', respectivement, en • des points situés entre les cornières et l'élément formant nervure. Chacun des assemblages de- toit 5 est tel qu'il forme, en plan •(figure 6), un contour généralement rectangulaire et, en 20 élévation (figure 2) un contour généralement triangulaire. Quoique conformément au mode de réalisation préféré de la présente invention on mette en oeuvre le principe dlune Construction en encorbellement ou porte-à-faux, les diagrammes des efforts dans le cas de la présente invention sont 25 différents de ceux rencontrés dans la construction en porte-à-faux classique. En raison de l'utilisation de surfaces paraboloïdale hyperboliques, la structure de toit agit comme un véritable diaphragme de cisaillement possédant sur toute son étendue une distribution d'efforts constante.-Cette distribution ou ré-30 partition, constante ou régulière des efforts résulte d'une utilisation optimale des matériaux puisque tous les matériaux sont utilisés sous la contrainte maximale permise. Etant donné que la contrainte est. uniforme, on obtient l'avantage supplémentaire que l'habillage du toit peut être constitué par une 35 pluralité d'éléments de toit préfabriqués, ou panneaux 30, chacun desquels ayant la même structure en section. Chacun des assemblages de toit préfabriqués 5 comprend une paire d'éléments 70 22138 7 2054577 de surface paraboloxdalle hyperbolique 6, "6r, constitués chacun par une pluralité de panneaux 30, 30' s'étendant sur des côtés opposés, respectivement, d'un élément supérieur central en nervure 8 jusqu'à une paire d'éléments inférieurs formant 5 cornières 9, 9'• Dans la disposition en porte-à-faux selon le mode de réalisation préféré, l'élément en nervure constitue un élément de. tension lirieaire tandis que les éléments formant cornières constituent des éléments de compression linéaire. Un autre avantage de la structure d ' habillage parabatoïdals hyper-10 bolique et des câbles coopérant avec celle-ci, selon la présente invention,réside dans le fait que toute tendance au flambage des éléments de compression formant cornières 9, 9' et virtuellement éliminé par la contrainte du support latéral obtenu par l'élément de surface paraboloïdale hyperbolique 15 relié à ces cornières, on coopération avec lesdits câbles. Il en résulte que les éléments de compression peuvent être calculés substantiellement pour la contrainte permise la plus élevée, comme éléments agissant en compression puie, avec peu ou pas de réduction pour le flambage. . 20 les éléments formant nervure et cornière 8 et 9, qui sont de préférence constitués par des éléments structuraux tels que des poutres en I acier, sont disposés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que (1) ils ne forment pas un plan commun à tous deux et (2) la distance entre les points b et c est inférieure 25 à la distance entre les poinis a et d (figure 4)• Ainsi, une première portion de l'élément en nervure 8 est davantage espacée de la première portion correspondante de l'élément en cornière 9 que ne l'est une seconde portion de l'élément en nervure 8 par rapport à une seconde portion correspondante de 30 l'élément en cornière 9• Une relation similaire existe entre l'élément formant nervure 8 et l'élément en cornière 9'. Il apparaît par conséquent que dans le mode de réalisation préféré chaque assemblage de toit 5 comprend une armature constituée d'une paire de cornières 9 et 9' de préférence horizontales et 35 un élément formant une nervure 8, unique et incliné,disposé substantiellement au centre de l'armature, de préférence dans un plan vertical intermédiaire entre les cornières. Chacun des 70 22138 8 2054577 éléments de surface 6 6', en association avec les portions des éléments formant nervure et cornières entre lesquels il - -s'étend, constitue une partie de la surface correspondante de la paire de surfaces7, 7'. Par exemple, la surface 7, qui est 5 définie par les points a, b, c et d (figure4)"comprend au moins une portion s'étendant longitudinalement de l'élément linéaire formant nervure 8 et l'élément linéaire formant cornière 9- . - Les moyens de tension, souples et de forme allongée, 10 quoiqu'ils soient de préférence constitués par des câbles en acier de haute résistance tel que Iles câbles de battement 10 et 10', peuvent aussi se présenter sous la forme de chaînes appropriées ou de tirants ou barres d'accouplement flexibles appropriés. - . 15 Les câbles- de battement, tels que par exemples les câbles ^ 10 et 10' sont; reliés, conformément à la présente invention, à leurs extrémités opposées à la nervure, et à l'élément formant cornière correspondant et ils sont en prise avec les portions des surfaces correspondantes 7 et 7' situées entre la nervure 20 et les cornières. Chacun des câbles 10 et 10' est adapté à venir en prise sur la surface correspondante au moins à trois points espacés de celle-ci, entre la nervure et la cornière associée.. Au moins une paire d'éléments de tension, tel que les câbles 10, 10' s'étendant depuis le sommet a de l'élément 25 en nervure 8 vers le bas jusqu'à une paire deux points correspondants x et le long des cornières 9 et 9' respectivement, et espacés longitudinalement par rapport au sommet a, est nécessaire pour les objectifs de l'invention. Les câbles 10 et 10' sont reliés aux cornières 9, 9' en des points 30 qui sont de préférence situés dans la région s'étendant entre 15 et 85 de la longueur des cornières 9 et 9' mesurée à partir de l'une ou l'autre de. leurs extrémités,. De plus, les câbles sont suffisamment souples pour que chacun .d'eux épouse substantiellement la courbure de la surface correspondante.; 35 La .liaison précitée entre les câbles et les surfaces peut être obtenue directement sur le côté inférieur de certains panneaux individuels 30 ou 30' (figure 13) ou bien les surfaces 7, 7' 70 22138 9 2054577 peuvent être munies de parties rapportées adaptées à venir en prise avec le câble, ou "bien cette liaison peut se faire avec un système de support en forme de manchon, tel qu'illustré sur la figure 10, qui permet la liaison entre le câble 10 5 et un élément de liaison ou d'attache incliné 12a. la liaison entre les câbles de battement sous tension et les surfaces 7 et 7' renforce encore l'assemblage de toiture '6. Par conséquent, ces câbles, en plus de l'élimination des conditions propices à un battement dangereux de la structure de toit, 10 participent également à une fonction de support de la structure, le degré de cette participation dépend de l'importance de la tension initiale desdits câbles. Ces câbles 10, 10' et, si on le désire, des câbles supplémentaires tels que les câbles 10a, 10a' et 10b, 10b', sont de préférence fixés, comme indiqué 15 sur la figure 6, en reliant .le sommet a de l'assemblage de toiture 5 avec les parties correspondantes espacées dans le sens de la longueur de chacun des éléments formant cornières 9, 9'* Ainsi qu'il apparaîtra à l'homme de l'art, le nombre de tels câbles, leurs caractéristiques de résistance et leurs longueurs 20 dépendront,pour toute structure de toit donnée, de la dimension et du poids de la structure et de la charge statique et dynamique prévue. Il est bien entendu qu'une simple paire de câbles de tension, c'est-à-dire les câbles 10, 10' reliant le sommet a 25 avec des points espacés .dans le sens de la longueur"x et respectivement placés sur les éléments formant cornières 9 et 9', peut suffire pour chaque assemblage de toit 5 pourvu que les points de liaison, x et j, comme indiqué plus loin, soient dans l'intervalle de 15 à 85 ^ de la longueur de ces cornières. 30 Comme indiqué précédemment, chaque assemblage de toit 5 comprend aussi, de préférence, au moins une paire supplémentaire d'éléments de tension souples tels que 21b, 21b', etc. ..(figure 4) qui s ' entrecioisent avec les câbles 10, 10', respectivement, en reliant les portions terminales fixées d et d' des cornières 9 et 35 9', respectivement, avec une portion espacée dans le sens de la longueur, par exemple le point m, de l'élément en nervure 8 et en prise avec la surface correspondante, 7, 7', au moins en trois 70 22138 10 2054577 points espacés, tels que par exemples les points n, o, jo, de la surface 7 (figure 5). les.câbles 21a, 21a' servent à la fois de câbles anti-battement et comme câbles d'immobilisation ou d'assujettissement pour résister au mouvement vers le haut 5 des extrémités libres ç, ç.' de l'assemblage de toit en encorbellement 5, en réponse, par exemple, aux forces dirigées vers le haut exercées par le vent. D'une manière similaire, une série supplémentaire de câbles 14 peut être prévue, comme il sera expliqué ci-après, pour servir à la fois de structure résistant 10 au battement et en même temps d'éléments supporteurs de charge. En d'autres mots, la charge, c'est-à-dire la charge statique et dynamique prévue pour s'exercer sur la structure de toit, est portée par la structure verrouillée solidarisée, formée par la nervure et les cornières, les surfaces paraboloïdales hyper-15 boliques 7, 7' s'étendant entre celles-ci et les reliant, et les moyens de tension souples 10, 10', 21a, 21a' reliant la nervure et les cornières et venant en prise avec des portions de la surface correspondante, les surfaces 7, 7', la nervure 8, • les cornières 9.et 9' et les moyens de tension 10, 10' et 21b, 20 21b' et, si on le désire, les moyens de tension supplémentaires 14, 14', qui interréagissent de la manière précitée, forment à eux tous une structure de toit dynamiquement stable. Quoique, conformément à la présente invention, seulement une seule paire de câbles tels que 10, 10' soit nécessaire 25 pour chaque assemblage de toit 5, on peut néanmoins préférer utiliser des câbles supplémentaires 10a, 10b et 10a', 10b', 21a, 21a', 21b, 21b' etc ... ou certains d'entre eux, en fonction de la charge statique et dynamique prévue de la structure. On préfère qu'il existe un contact continu entre ces câbles et les 3° surfaces associées 7, 7' (figure 13)- Cependant, comme indiqué plus haut, il est suffisant que chacun des câblas précités incorporés dans la structure soit fonctionnellement en prise avec la surface correspondante 7, 7' entre la nervure et la cornière correspondante en trois points espacés le long d'un tel 35 câble. Chacun des câbles précités anti-battement est de préférence muni, à une de ses extrémités, d'un moyen de mise sous tension tel qu'illustré sur la figure f1. Ainsi, chaque 70 22138 n 2054577 câble, par exemple câble 10, peut être relié au moyen d'un organe de liaison 15 approprié à une tige filetée 16 qui passe à travers un support ou console rigide 17, visible sur les figures 11 et 12, et fixé à l'élément supérieur 8 formant 5 nervure, cette tige étant munie, sur le côté opposé de ladite console 17 d'un écrou de serrage approprié, la disposition est telle que, par réglagle de 1'écrou 18, la tige filettée 16 correspondante peut être tirée à travers la console 17, pourvue d'un évidement correspondant, ce qui provoque le degré désiré de 10 tension du câble correspondant. •Tous ces moyens de tension souples, tels que par exemple les-câbles 10, 10' épousent substantiellement, lorsqu'ils sont sous tension, la courbure des surfaces correspondantes parabo-loïdales hyperboliques 7, 7', de façon à être reliée avec des portions 15 ' desdites surfaces entre la nervure 8 et les cornières 9 et 91 • respectivement. Si des éléments de liaison inclinés, tels que les éléments 12a, 12a', 12b, 12b' etc sont prévus dans la structure, ils sont de préférence munis d'ouvertures appropriées 19 (figure 10). 20 Dans chaque ouverture 19 est disposé un manchon formant support 20 comprenant de préférence une douille interne .de matériau porteur tel que par exemple du polytétrafluoroéthylène, à travers laquelle un câble correspondant,parmi les câblés 10, etc, est adapté à passer de manière coulissante, le mouvement de 25 coulissement relatif des portions centrales de chacun- des câbles par rapport au reste de la structure de toit est par conséquent permis. Ainsi, tandis que les extrémités opposées de chaque câble sont fixées au reste de la structure du toit, les portions intermédiaires de chaque câble sont maintenues, au moins en trois 30 points espacés dans le sens de la longueur, en liaison fonctionnelle avec la surface associée, mais elles ne sont pas fixées à celle-ci. la liaison fonctionnelle est telle que, lorsque des forces de tension sont "transmises du câble à la surface, c'est-à-dire lorsqu'on contient ou empêche le mouvement relatif du câble 35 dans des directions substantiellement normales à la surface associée, le mouvement longitudinal relatif du câble est permis, lorsque deux éléments de liaison inclinés, tels que 12a, sont 22138 12 2054577 incorporés dans la structure, ils agissent comme moyens raidisseurs de la structure d'habillage et forment un élément . constitutif de cette surface. TJn dispositif d'ancrage approprié 40 (figure 9) peut être 5 prévu à celle des extrémités de chaque câble qui est opposée aux moyens de tension de celui-ci. le disposit if,40rillustré sur la figure 9 comprend un organe de liaison pour câble 41 relié de façon pivotante à une console . 42 fixée à .une cornière 9. Ainsi, les câbles souples de haute résistance relient les 10 éléments linéaires supérieur et inférieurs, c'est-à-dire la nervure et les cornières de la structure, sont mis sous tension entre celles-ci, et ces câbles sont en prise avec des portions de la surface paroboloxdale hyperbolique située entre la nervure linéaire et la cornière linéaire correspondante. Si la 15 structure est alors excitée par une force dynamique externe, 'l'élément de surface ou habillage tend à prendre, à tout instant particulier, une certaine géométrie. Cependant, en raison de ses caractéristiques différentes, le câble sous tension tend pendant ce temps, à provoquer une configuration géométrique 20 différente dudit élément de surface excité . Ainsi, conformément à la présente invention, les câbles interréagissent avec les surfaces paraboloxdales hyperboliques de telle façon qu'il existe toujours un transfert d'énergie, depuis les surfaces, qui.peuvent tendre à battre, jusqu'à l'élément formant câble 25 qui se trouve à un niveau énergétique plus faible. En d'autres mots, les surfaces sont suffisamment amorties par leur interaction avec le système de câbles, de telle sorte qu'elles ne deviennent pas dynamiquement instables. la tension des câbles peut être réglée de façon à Permettre 30 aux câbles appropriés de porter toute portion .désirée de la charge en encorbellement ou-porte-à-faux,-de même que de façon à fournir un moyen pour régler l'effet d'amortissement des câbles sur le reste de la structure de toit. Ces câbles jouent ainsi le rôle d'éléments de tension afin de contrôler les caractéristiques 35 de déflection et de battement de la structure de toit. . De préférence, les éléments formant cornières 9, 9* de tous les assemblages de toit 6 formant la structure de toit globale 70 22138 13 2054577 s'étendent dans un plan horizontal commun. Chacun des assemblages-de toit 5 de forme allongée est fixé à l'une de ses extrémités à l'armature 2 par des éléments structuraux appropriés, tels que des éléments de liaison 58, 59, 59' 5 (figure 14) qui constituent une partie de l'armature 2 et qui formait un ensemble monobloc avec celles-ci et qui, lorsqu'ils sont fixés à l'assemblage correspondant 5', constituent des prolongements de la nervure 8 et des cornières 9 et 9', respectivement, de l'assemblage de toit correspondant 5 (figure 14). 10 Selon un mode de réalisation de cette invention, les surfaces 6, 6' sont chacune.de préférence constituées par une pluralité de panneaux allongés, en feuille métalliques 30, 30' respectivement, de différentes longueurs.Ces panneaux sont adaptés à être promptement fixés l'un à l'autre, bord à bord, 15 avec mise en place de joints étanch®aux intempéries et • substantiellement rectilignes. Seule la surface 6 aura besoin. d'être décrite, puisque la surface 6', quoique de sens opposé, est à tous autres égards identique à la surface 6. D'une manière similaire, tous les autres éléments désignés 20 sur le dessin par un chiffre de référence suivi du signe "prime" (') bien qu' iHP soient de sens opposé, sont à tous autres égards identiques aux éléments portant le même chiffre de référence sans les signes "prime", de sorte que seulement l'un des éléments d'une telle paire d'éléments à besoin d'être décrit. 25 Les panneaux 30 (figure 4) sont relativement petits par rapport à l'élément de surface paraboloïdal hyperbolique complet 6 et ils sont, de préférence, quelque peu souples. Ils peuvent être empilés et/ou mis dans des caisses, si on le désire, pour un transport facile jusqu'au lieu d'utilisation. Les 30 panneaux peuvent être disposés en série entre la nervure 8 et les cornières 9 de manière telle qu'ils se renforcent mutuellement les uns les autres étant donné qu'ils sont aussi fixés en série l'un à l'autre le long des joints rectilignes 33- Les panneaux légèrement flexibles ou souples deviennent correctement ondulés 35 entre leurs extrémités de façon à produire à eux tous l'élément de surface 6 de forme générale paraboloïdale hyperbolique, ayant des joints rectilignes. 22138 14 2054577 les panneaux 30 sont de préférence constitués en une feuille métallique telle qu'une feuille d'acier d'épaisseur et "de force ou autres caractéristiques appropriées. Naturellement, tout autre métal ou matière plastique approprié peut être utilisé 5 Les panneaux peuvent être préformés à partir de feuilles rectangulaires généralement plates ayant par exemple un bord latéral muni d'un rebord dirigé vers le haut et formant joint 31 (figure 13) tandis que l'autre bord latéral est muni d'un rebord deux fois recourbé 32 qui est adapté à recouvrir le 10 rebord 31 du panneau adjacent de façon à former un joint linéaire 33- De tels joints à recouvrement 33 peuvent être ensuite scellés, de préférence par soudage. Quoique,, comme indiqué plus haut, le corps principal de chaque panneau entre les parties 31 et 32 du. joint puisse 15 être préalablement plat , on donne, à chacun des panneaux 30, pendant leur installation, une légère "torsion lorsque les extrémités respectives de ceux-ci sont fixées aux plaques inclinées de support des- extrémités de panneaux, ces plaques 34 et 35 situées aux extrémités opposées des panneaux formant 20 respectivement un ensemble monobloc avec les éléments en nervure 8 et les cornières 9 (figure 8). A titre d'exemple, seulement, les éléments de surface 6, 6'. peuvent constituer des éléments de toiture de type connu sous la dénomination commerciale "D C decking" fabriqués par H.H.Robertson Company, Pittsburgh, îferœeylvanie. Chacun de ces panneaux qui mesurent par exemple 61 cm de large, comprend, en plus d'une plaque plane jointive qui forme le panneau lui-même, une paire de sections en poutres en forme de U inversé (figure 10) qui forment un joint intégral avec le panneau lui-même et qui 30 s'étendent longitudinalement-par rapport à celui-ci de façon à agir comme organesraidisseurs. Ainsi qu'il est bien connu, une couverture ou garniture et un revêtement isolant peuvent être placés sur ladite section de poutre en U inversé, après l'installation. 35 Puisque les panneaux 30 formant un élément de surface tel que l'élément 6 sont rigidement reliés l'un à l'autre suivant leurs bords et à l'élément en nervure 8 et à l'élément en 70 22138 15 2054577 cornière correspondant 9 à leurs extrémités, et puisqu'ils coopèrent avecles câbles comme expliqué plus haut, ils contribuent, d'une manière significative à la force ou résistance de l'assemblage de toiture plutôt que de servir 5 simplement des matériaux de remplissage ou d'habillage. En permettant aux panneaux 30 reliés les uns aux autres de former une partie intégrante de la totalité de l'assemblage de toiture, cette dernière devient extrêmement résistante en' comparaison du poids des matériaux utilisés pour sa constitution. 10 Une structure de toiture, telle que par exemple la portion de toiture en encorbellement 3 de la figure' 1 pourrait pêtre construite en fixant les éléments en nervures et les éléments en cornières 9, 8, 9', 9, 8, 9' etc en relation d'espacement les uns par rapport aux autres sur une armature 2 (figure 8) 15 - et en reliant ensuite ceux-ci avec les panneaux 30, 30' de * façon à constituer respectivement les éléments de surface 6, 6', à la suite de quoi on les relierait avec des moyens de tension de forme allongée, tels que les câbles 10, 10' etc. 2q On préfère cependant mettre en oeuvre des méthodes de construction différentes de celle-ci, lesdites méthodes étant décrites brièvement ci-après. De préférence, on monte une pluralité d'assemblages de toiture 5 et on les place en position, les uns à la suite des autres, en les fixant à une armature de support centrale 2, comme représenté sur la figure 14- les assemblages adjacents 5 sont ensuite fixés les uns aux autres le long de leurs éléments en cornières adjacents. Par exemple, l'élément en -cornière 9 d'un assemblage de toiture 5 disposé en série avec d'autres ^ assemblages identiques est relié à l'élément en cornière 9' de l'assemblage 5 adjacent (figure 8). Si, en raison de leur taille ou de leur poids, ou pour d'autres raisons, il est impratiquable de soulever complètement les assemblages de toiture 5 préfabriqués à partir du niveau du ^ sol jusqu'à une position correspondant au bord latéral d'une armature 2 située à hauteur, les assemblages 5 peuvent être eux-mêmes constitués d'une série d'unités de toiture 11 complètement préfabriquées de plus petites tailles (figure 7). 70 22138 16 2054577 Dans cette dernière éventualité, les unités de toiture individuelles 11a - 11e, de hauteur moyenne progressivement plus petite de façon à ce'qu'elles forment un seul assemblage de toiture 5, sont assemblées sur le sol et soulevées en •5 . conséquence jusqu'à leur emplacement définitif, dans le prolongement longitudinal les unes des autres. Par exemple, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, une série " de cinq unités 11a-11e, de différentes hauteurs moyennes, sont associées pour former un seul assemblage de. toiture 5. 10 On voit que chacune des séries d'unités de toiture 11a à 11e (figure 5) comprend une paire d'éléments de surface paraboloïdale hyperbolique 6a, 6a' s'étendant entre un élément supérieur incliné 8a, une paire d'éléments horizontaux inférieurs 9a et 9a', des paires opposées d'éléments de liaison inclinés 12a, 12a' 15 ' et 12b et 12b' .et, de préférence, également une paire d'éléments horizontaux et rectilignes 13 et 13b (figure 7) qui relient les extrémités correspondantes des éléments inférieurs 9a et 9a', de façon à déterminer ave ceux-ci des portions terminales de forme triangulaire. En plus des séries de câbles 20 10 et 21, une série supplémentaire de moyens de tension flexibles 14 peut être prévue pour des structures de/toit de portée particulièrement importante. Ainsi, une paire d'éléments de tension souples } enl'occurence les câbles 14 et 14' est de préférence", quoique cela ne soit pas nécessaire pour les 25 buts de l'invention, prévue sur chacune des unités de toiture 11a-11e et s'étend depuis le sommet de chaque unité de ce type*jusqu'au point inférieur diagonalement opposé de l'élément de surface përaboloïdal hyperbolique 6a, 6a'. Quoique toutes les unités 11 a— 11 unité, c'est-à-dire l'unité 11e de chaque assemblage 5, possède, selon un mode de réalisation, seulement une portion d'extrémité triangulaire, l'autre portion d'extrémité, qui foriàe l'extrémité libre de l'assemblage simple, étant substantiellement linéaire. 55 En construisant une unité d'extrémité telle que l'unité 11e, par conséquent, on n'a pas besoin d'employer une .paire d'éléments de liaison inclinés tels que les éléments 12b et 12b1. 70 22138 17 2054577 En suivant le processus précité, après que l'unité de toiture 11a ait été soulevée et mise en place, elle p'eut être fixée à l'armature 2 par des dispositifs de fixation, comme illustré sur la figure 14. Par conséquent, les unités restantes 5 11 Td—11e, sont successivement soulevées, mises en place et fixées, par des dispositifs de fixation appropriées, les unes aux autres à leurs extrémités triangulaires adjacentes, de telle sorte que les nervures et cornières correspondantes des unités adjacentes longitudinalement soient dans le 10 prolongement les unes des autres. Dès qu'une pluralité d'assemblages de toiture 5 a. été reliée' selon n'importe lequel des systèmes décrits ci-dessus et qu' ils ont été reliés l'un à l'autre à leurs éléments formant cornières 9, 9' adjacents (figure 8), tous les éléments 15 de liaison linéaires 13a, 13b, qui ont été utilisés pour • maintenir les assemblages individuels solidaires pendant la construction peuvent être enlevés, l'interaction entre une pluralité d'assemblages en porte-à-faux adjacents 5, reliés à leurs éléments formant cornières adjacents, est telle qu'elle 20 assure line rigidité latérale suffisante sans qu'on ait besoin de tels éléments de liaison linéaires, à l'exception possible de la paire d'assemblages 5 aux extrémités extrêmes d'une structure de toit telle que la structure J • les surfaces 7 ou 7' peuvent, comme indiqué plus haut, 25 comprendre les éléments de liaison, tels que les éléments de liaison inclinés 12a, 12b etc. Cependant, là ôù les éléments de surface 6 ou 6' sont eux-mêmes suffisamment forts, il peut ne pas être nécessaire d'utiliser de tels éléments de liaison inclinés 12a, 12b, etc. 30 Un exemple de matériaux et de dimensions spécifiques utilisés dans une toiture mettant en oeuvre la présente invent ion consiste en une toiture en double encorbellement ou porte-à-faux, comme représenté sur la figure 1, compenant deux séries ayant chacune neuf assemblages de toiture, de forme allongée, du type 35 indiqué, d'une manière générale, par la référence 5 sur la figure 4. Chacun des assemblages de toiture 5 possède environ 15 m de large et 67,5 m de long. Ces assemblages de toiture sont reliés 18 2054577 en porte-à-faux .à une armature de support allongée qui possède, environ 135 m de long. Les assemblages adjacents 5 sont' boulonnés l'un à l'autre le long des cornières 9, 9' "(figure 8). L'élément formant nervure.se lève jusqu'à environ 12.m au-dessus 5 du plan déterminé -par Iles cornières, c'est-à-dire que le niveau en "a" est situé 12 m plus haut que le niveau en "d". Puisque la hauteur intérieure disponible.de la structure est d'environ 24m, la hauteur globale hors-tout est approximativement de 36 m. La surface comprend des panneaux 30 en feuille d'acier de 2,4 mm, 10 ayant chacun une largeur de 61 cm et possédant chacun une paire de bord 31, 3.2 formant des joints parallèles de forme allongée et une paire d'extrémités plus courtes légèrement inclinées l'une 'par rapport à l'autre. Chaque assemblage de toit 5 est pourvu d'une paire de câbles d'acier 10, 10' de 1,6 cm de 15 diamètre et de deux paires de câbles d'acier 10a, 10a' et 10b, 10b', respectivement, de 2,2 cm de diamètre. Les câbles 14a, 14b, 14c et 14d et 14e ont respectivement des diamètres de 0,3 à 0,9 cm ; 2,5 cm ; 2,2 cm ; 1,6 cm et 1,3 cm. Des câbles "d'immobilisation ou d'assujettissement de dimension appropriée, 20 en acier, 21a, 21b, 21c et 21d, mis en position comme représenté sur la figure 5, sont également prévus, ces câbles étant reliés à des poutres I appropriées en acier 8, 9 et 9". Les dimensions et forces de tous les panneaux et câbles précités dépendent naturellement de la dimension de la structure 25 et de la charge statique et dynamique prévue. Le processus de détermination de telles dimensions et forces pour une structure particulière est bien, connue de l'homme de l'art. les éléments formant nervures et cornières, bien qu'étant de préférence sous la forme de poutres en I en acier, n'ont 30 pas nécessairement cette configuration et n'utilisent pas forcément ce matériau. Par exemple, les éléments formant cornières 9, 9' qui sont soumis à des forces de compression.dans la structure de toiture décrite,pourraient être sous la forme de poutres en béton ou d'éléments similaires résistant à la 35 compression. L'une manière analogue, les éléments formant nervures, qui sont soumis à des forces de tension pourraient utiliser d'autres éléments, rigides résistants aux tensions, de 70 22138 19 2Ô54577 caractéristiques appropriées ou faire appel à une combinaison de tels éléments rigides avec un ou plusieurs câbles à haute résistance, la détermination des caractéristiques de dimensions et de force appropriées pour les éléments formant nervures et cornières est évidente pour l'homme de l'art. D'une manière similaire, le noyau central, de support 1 et les colonnes 1a et 1b, peuvent être de toute construction appropriée, bien connue de l'homme de l'art et l'une de ces constructions est de préférence proportionnée'de manière à supporter la structure de toit pour toutes les conditions de charge prévisibles y compris celles imposées par les forces dues aux tempêtes et tremblement de terre. l'armature 2, qui est directement supportée par le noyau 1 et les colonnes 1a et 1b, est aussi de tout type de construction approprié à supporter, en porte-à-faux ou encorbellement, les structures de toit 3 et 4. Quoique l'on puisse mettre en oeuvre d'autres types de courbure, l'avantage d'une forme paraboloïdale hyperbolique pour la surface 7 réside dans le fait que les efforts . existant daas celle-ci s'effectuent dans la direction de la surface, de sorte que l'élément de surface lui-même, renforcé par les câbles qui coopèrent avec lui, supporte. les diverses charges imposées sur la section. Ainsi, les efforts de gauchissement et de flexion sont minimisés, ce qui élimine la nécessité d'éléments de support supplémentaires^tels que ceux actuellement nécessaires dans les structures de toiture classique .- l'effet de ces efforts sur la surface de toiture selon le mode de réalisation préféré est de créer des efforts de compression dans les éléments linéaires formant cornières 9, 9' et es efforts de tension dans l'élément incliné formant nervure 8. les nombreux avantages de la construction avec revêtement de surface paraboloïdal hyperbolique renforcé par des câbles qui est décrite ici deviennent tout à fait frappants pour une toiture de portée importante du type représenté sur la figure 1. Dans cette toiture, tous les assemblages de toiture 5 sont supportés en porte-à-faux à partir d'un seul support central, en l'occurrence l'armature de support allongée 2. Puisque les bords externes de la toiture ne possèdent pas, d'une manière 70 22138 20 2054577 globale, de forces ou charges résiduelles devant être compensées ou supportées par des parois latérales, il n'est -pas besoin de prévoir des structures de support supplémentaires-le long de ces bords externes. 5 Bieiy^ue les éléments de structure selon la- présente invention aient été décrits dans le cas d'une structure de toit, il est bien évident qu'ils peuvent être utilisés en tant qu'éléments de parois et/ou en tant qu'éléments combinés de parois et de toiture. 10 De plus, il est bien entendu qiE, quoique dans sa forme de réalisation préférée la structure selon la présente invention soit supportée seulement à l'une de ses extrémités, en porte-à-faux, au moins certains de ces avantages seront obtenus même si une telle structure est supportée en deux ou plus de deux 15 points dans le sens de sa longueur. Ainsi, par exemple la structure 60 illustrée sur la figure 15, supportée par les supports espacés 61 et 62 placés suivant sa longueur,est analogue à une paire de structures du type illustré sur la figure 2 et reliées l'une à l'autre suivant leurs bords les plus 20 extérieurs. On notera que,bien que la portion centrale 2 63 de la structure 60 comprenne .des paires d'assemblage 5 se faisant vis à vis, du type décrit ci-dessus, les éléments formant cornières 9 de tels assemblages, en raison du fait qu'ils possèdent des extrémités adjacentes reliées les unes aux autres 25 tout en étant supportées à leurs extrémités espacées, peuvent, en fonction de la charge, être sous tension plutôt qu'en compression. Un assemblage 5 peut aussi être avantageusement lui-même utilisé avec des supports à ses deux extrémités plutôt qu'à 30 une seule seulement, au lieu d'être supporté en porte-à-faux. Ainsi, par exemple, une toiture peut être construite avec un ou plusieurs des assemblages 5 supportés à ses deux extrémités plutôt que d'être supportée en porte-à-faux à partir d'une seule extrémité. Dans cette dernière disposition, il est bien évident 35 que l'élément résistant principal supérieur (incliné) est l'élément de compression tandis que l'élément résistant principal inférieur (horizontal) est l'élément de tension. 38 21 2Ô54577 Bien entendu la présente invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 70 22138 22 2Ô54577 RETBIIICATIONS 1. - Elément structural, caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément allongé, un second élément allongé ne déterminant pas un plan commun avec ledit premier élément allongé, ce second élément allongé étant disposé adjacent audit 5 premier élément de telle manière qu'une première portion dudit second élément soit davantage espacée de ladite première portion correspondant dudit premier élément qu'.une seconde portion dudit second élément ne l'est d'une seconde portion correspondante dudit premier élément, un élément de surface 10 incurvé ■ substantiellement continu s'étendant entre lesdits prmmier et second éléments., et des moyens de tension flexibles ou souples, de forme allongée, reliant entre eux lesdits premier . et second éléments'et venant fonctionnellement en prise avec ladite surface incurvée entre lesdites premier et second 15 éléments, de façon à ce que lesdits moyens de tension allongés et ladite surface coopèrent de façon à former un système auto=amortisseur. 2. - Elément structural selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de tension comprennent 20 des moyens de réglage de la tension desdits moyens de tension, de façon à pouvoir faire varier les caractéristiques de résistance et de battement ou vibration dudit élément structural. 3. - Elément structural selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits premier et second éléments 25 sont linéaires, la courbure de ladite surface incurvée est paraboloïdale hyperbolique et lesdits moyens de tension sont reliés, à une de leurs extrémités» à ladite première portion de l'un desdits éléments linéaires et, à leur autre extrémité;, à ladite seconde portion de l'autre desdits éléments linéaires. 30 4- - Elément structural selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de tension sont en prise avec ladite surface incurvée au moins en trois points espacés de celle-ci, situés entre 'lesdits premier et second éléments. '/"F/ -- 70 22138 23 2054577 5. - Elément structural selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits.moyens de tension comprennent nn premier élément de tension flexible relié, à ses extrémités opposées, à ladite première portion dudit premier élément et 5 à ladite seconde portion dudit second élément, respectivement, et un second élément de tension flexible relié, à ses extrémités opposées, à ladite première portion dudit second élément et à ladite seconde portion dudit premier élément, respectivement. 10 6. - Elément structural selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de tension sont des câbles. 7. - Elément structural selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite surface comprend un élément de surface ayant une portion de face de forme générale convexe, 15 lesdits câbles étant adjacents à ladite portion et fonctionnelle-ment reliés à celle-ci. 8. - Elément structural selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier élément est un élément résistant principal inférieur et ledit second élément est un 20 élément résistant principal supérieur dont au moins une majeure portion est logée à un plus haut niveau qu'une portion correspondante dudit élément résistant principal inférieur, cet élément résistant principal inférieur étant un élément résistant à la compression et cet élément résistant principal ^5 supérieur étant un élément résistant à la tension. 9. - Elément structural selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite surface comprend une pluralité de panneaux.en forme de feuilles disposés côte à côte, dont les extrémités opposées sont fixées auxdits premier et second 30 éléments, respectivement, et dont les bords opposés sont fixés aux bords adjacents correspondants des panneaux adjacents. 10. - Elément structural selon la revendication 8, susceptible de constituer une section de toiture, caractérisé en ce que ladite surface comprend une série d'éléments de 55 liaison linéaires reliant chacun l'un des points d'une pluralité de points également espacés dudit premier élément résistant principal à un point correspondant d'une pluralité de points également espacés 70 22138 24 2Ô54577 dudit second élément résistant principal, et lesdits. moyens' de tension flexibles comprennent une première série de câbles joignant l'un desdits points égalements espacés dudit premier élément résistant principal au point suivant adjacent audit point 5 également espacé dudit second élément résistant principal. 11. - Elément structural selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de tension flexibles comprennent en outre une seconde série de câbles dont chacun relie ladite première portion dudit second élément résistant 1 n n 1 principal à l'un des points d'une pluralité de points égalanent espacés appartenant audit premier élément résistant principal. 12. - Elément structural selon la revendication.11, caractérisé en ce que lesdits moyens de tension flexibles comprennent en outre une troisième série de câbles dont chacun 15 relie ladite première portion dudit premier élément à 1'un des points d'une pluralité de points espacés appartenant audit second élément. 13. - Elément structural selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'au moins un desdits câbles traverse au moins 20 un desdits panneaux à travers une ouverture transversale prévue dans ce .dernier. 14. - Elément structural selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit élément de liaison linéaire est constitué par une poutre et comprend un manchon ou analogue 25 placé dans ladite ouverture pour recevoir, à coulissement, ledit câble à l'intérieur de ce manchon. 15. - Elément structural selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mise sous tension coopérant avec au moins un desdits câbles en vue de mettre 30 celui-ci sous tension.. 16. - Structure de toiture comprenant un élément structural selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de support pour supporter, en encorbellement ou porte-à-faux, lesdites premières portions desdits premier 35 e"t second éléments, de façon à supporter en porte-à-faux ledit élément de structure. 17. - Structure de toiture selon la revendication 16, 70 22138 25 2054577 caractérisée en ce qu'elle comprend deux éléments structuraux du type précité supportés en porte-à-faux de part et d'autre desdits moyens de support.