Brevet FR2126398A1 — publié le 19721006

l'invention concerne une construction de toiture sous forme d'une coupole suspendue» avec un anneau de compression de forme circulaire ou de courbure variable, portant un treillis ou un réseau courbe dans l'espace. 5 Une construction de toiture connue, du genre précité, est formée par une construction en tôle, portante» dans le centre de laquelle, c'est-à-dire au milieu de la coupole suspendue , est fixé un poids de mise en charge. Outre les tôles, on peut prévoir encore des tirants s'étendant radialement, 10 sous forme de câbles, qui relient l'anneau de compression extérieur au poids de mise en charge central. Le poids de mise en charge assure, dans cette construction, que la coupole, d'abord détendue, n'exécute pas de mouvements verticaux sous l'influence du vent ou d'actions analogues. L'emploi d'un poids 15 de mise en charge relativement lourd convient à la forme conique ou à bandes planes de la surface de la toiture, de sorte que la coupole fléchit de façon relativement prononcée vers le bas et que les éléments porteurs doivent être plus forts que cela ne correspond à la charge extérieure directe, car il faut 20 transmettre les forces qui sont exercées par le poids de mise en charge. Le but de la présente invention est donc de procurer une construction de toiture du genre précité, dans laquelle on peut couvrir une surface donnée à moindres frais. 25 Ce problème est résolu par le fait qu'il s'agit d'une construction de toiture à tensions internes, dans laquelle ,en plus du treillis ou du réseau sous tension, sont prévus des organes tendeurs mis sous tension préalable, qui relient chaque fois deux points différents de l'anneau de compression. 30 Lorsque l'anneau de compression est de forme circulaire, les organes tendeurs sont de préférence radiaux, un petit anneau d'ancrage pouvant être prévu au centre pour y attacher les différents organes tendeurs. Lorsque l'anneau de compression présente des tronçons 35 de courbures différentes et éventuellement des tronçons rec-tilignes, les organes tendeurs relient chaque fois entre eux deux points voisins, de courbure plus forte, de l'anneau de 12 06320 2 2126398 compression. En ces points, les organes tendeurs sont alors aussi ancrés. Entre les points , les organes tendeurs s'étendent en forme d'arc à l'intérieur de la surface de la coupole à côté des tronçons de moindre courbure ou rectilignes de 5 l'anneau de compression, avec une courbure ouverte vers l'extérieur. Suivant l'invention, on procure une construction de toiture qui possède une coupole rigide, courbe dans l'espace, donnant les effets voulus sans poids de mise en charge central. 10 Elle ne fléchit pas beaucoup, de sorte que la hauteur dégagée en dessous du point le plus bas de la coupole , pour des piliers ou colonnes de bordure de relativement même hauteur, est plus grande en conséquence. Lorsque la hauteur dégagée au centre est donnée à l'avance, on peut donner d'autant moins de hau-15 teur aux piliers ou colonnes.Les organes tendeurs mis en place et mis sous tension préalable après la fabrication du treillis ou du réseau ont une courbure dans la surface verticale déterminée par leur position , de sorte qu'il naît des forces dirigées vers le haut, qui déchargent le treillis ou réseau. 20 Cette décharge peut être choisie quelconque selon des considérations de statique. Avec un anneau de compression à courbure variable, les organes tendeurs ont d'ailleurs, vue en plan, une courbure ouverte vers l'extérieur. Ils exercent donc, sur un anneau de compression de ce genre, une action d'appui s'op-25 posant à sa forte charge transversale apparaissant du fait de la traction du treillis ou du réseau suspendu. Avantageusement, le treillis ou réseau et les organes tendeurs sont reliés rigidement entre eux. Cela se présente à nouveau de la façon la plus judicieuse dans la surface courbe 30 dans l'espace du treillis ou réseau, c'est-à-dire que les organes tendeurs sont en liaison rigide avec le treillis ou réseau dans cette surface courbe dans l'espace. Cette liaison s'obtient à l'aide de mortier de ciment. La construction de toiture suivant l'invention peut être 35 réalisée spécifiquement dans la pratique de façon telle que l'on établisse d'abord le treillis ou le réseau en plusieurs parties qui en constituent les mailles à partir de l'anneau de 72 06320 3 2126398 compression.Cela se fait en utilisant des étais de montage ou des dispositifs semblables. Quand toute la coupole constituée de treillis ou réseau est terminée, on met en place les organes tendeurs et on les soumet à tension préalable. Ensuite, 5 on réalise la liaison des organes tendeurs avec les éléments correspondants du treillis ou réseau , avantageusement en constituant un assemblage rigide de ces organes et de ces éléments dans la surface , courbe dans l'espace, du treillis ou réseau, en utilisant du mortier de ciment. 10 D'autres avantages et particularités de l'invention sont visibles au dessin où l'on expose plus complètement l'invention sur différentes formes de réalisation. On voit, en i - Figure 1, une coupe d'une construction de toiture 15 avec un anneau de compression circulaire, suivant la ligne I-I de la figure 2 ; - figure 2, une vue en plan de la construction de toiture suivant la figure 1 ; - figure 3s une partie en forme de secteur de la vue en 20 plan de la figure - figure 4, une coupe d'une construction de toiture à anneau de compression de courbure variable, présentant aussi des tronçons rectilignes , et faite suivant la ligne IV-IV de la figure 5\ 25 - figure 5, une vue en plan de la construction de toi ture de la figure 4; - figure 6, une partie extraite du plan de la figure 4| - figure 7, une coupe dans une forme de réalisation, suivant la ligne a-a de la figure 3 ou de la figure 6; 30 - figure 8, une coupe correspondant à la figure 7,mais dans une autre forme de réalisation ; - figure 9» une coupe correspondant à l'une des figures 7 et 9, mais dans une autre forme de réalisation. La construction de toiture représentée schématiquement 35 aux figures 1 et 2S en forme de coupole suspendue 2, est posée sur des piliers ou colonnes 1. A leur partie supérieure, les piliers ou colonnes 1 sont reliés par un anneau de compression 72 06320 4 2126398 circulaire 4. L'anneau de compression 4 porte une construction en treillis 6. Au centre se trouve un anneau d'ancrage 3 auquel sont fixés le treillis et en particulier les barres principales 5 du treillis, qui s'étendent radialement. 5 Comme on peut le voir d'après la figure 39 la coupole suspendue 2 est formée d'un réseau ou treillis 6 à barres principales 5.Le réseau ou treillis est constitué de différents triangles, pour la plupart équilatéraux. Aux figures 7 à 9 sont représentées différentes formes 10 de réalisation de barres principales 5 qui reprennent aussi les organes tendeurs ou qui sont reliées à ceux-ci. La barre principale 5 de la forme de réalisation suivant la figure 7 est formée par deux profils en II 10a et 10b droits entre les noeuds du treillis et par des éléments transversaux 15 11 qui fournissent des appuis ponctuels à un tuyau-enveloppe 12 courbé suivant l'allure des organes tendeurs. A l'intérieur du tuyau-enveloppe 12 se trouve l'organe tendeur 14 qui est constitué comme le montre le dessin .Le tuyau-enveloppe 12 est relié rigidement aux profils en U 10a et 10b et aux éléments 20 transversaux 11.On bourre de mortier de ciment l'espace intérieur libre subsistant dans le tuyau-enveloppe 12, après tension des éléments tendeurs. La forme de réalisation de la figure 8 se distingue * de celle de la figure 7 par le fait qu'au lieu des profils en 25 U 10a et 10b et des éléments transversaux 11, on a employé des profils en Z, 15a et 15b, pour former la barre principale 5. La barre principale 5 de la forme de réalisation suivant la figure 9 est formée d'une poutre en double té 16. Cette poutre en double té reçoit deux tuyaux-enveloppes 12 avec les 30 organes tendeurs 14 correspondants. Cette construction est choisie lorsqu'il faut mettre en oeuvre des forces plus grandes . Aux figures 4 et 5, on a représenté une construction de toiture à anneau de compression à courbure variable, comportant 35 des tronçons rectilignes. La coupole suspendue 2 est à nouveau fixée à un anneau de compression 4 qui est monté à la partie supérieure de colonnes ou piliers 1. Comme on peut le voir à la 72 06320 5 2126398 figure 59 l'anneau de compression 4 forme essentiellement un rectangle avec des tronçons rectilignes 4a et 4b et des tronçons 4c de courbure relativement forte. Les barres principales 5 sont ancrées dans les tronçons 4c. Les barres principales 5 5 qui s'étendent dans la région des tronçons droits plus longs 4a,sont réalisées plus fortes de façon correspondante, -voir par exemple la forme de réalisation de la figure 9. On voit à la figure 6 comment les barres principales 5 sont reliées au réseau ou treillis 6. Celui-ci correspond 10 fondamentalement à celui de la figure 3. Dans la forme de réalisation suivant les figures 1 à 3, les organes tendeurs 14 reliés rigidement aux barres principales 5, font naître des forces dirigées vers le haut. Dans la forme de réalisation suivant les figures 4 à 6, 15 les moments de flexion dans les tronçons peu courbés 4a et 4b sont diminués ou supprimés par les forces dirigées vers le haut, qui sont produites par les organes tendeurs 14 reliés aux barres principales 5. 72 06320 6 2126398 KEVEHDICAT IONS 1.- Construction de toiture sous forme d'une coupole suspendue, avec un anneau de compression circulaire ou à courbure variable qui porte un treillis courbe dans l'espace, 5 caractérisée en ce qu'il s'agit d'une construction de toiture à tensions internes dans laquelle on a prévu, outre le treillis, des organes tendeurs mis sous tension préalable, qui relient ■ entre eux chaque fois deux points différents de l'anneau de compression. 10 2.- Construction de toiture suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'anneau de compression est de forme circulaire et en ce que les organes tendeurs s'étendent radia-lement. 3.- Construction de toiture suivant la revendication 1, 15 caractérisée en ce que l'anneau de compression est de courbure variable et présente éventuellement des tronçons rectilignes, et en ce que les organes tendeurs relient ensemble chaque fois deux points, voisins, de courbure plus forte , de l'anneau de compression, ou sont ancrés en ces points. 20 4.- Construction de toiture suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le treillis et les organes tendeurs sont reliés rigidement entre eux. ,5.- Construction de toiture suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le treillis et les organes tendeurs sont 25 reliés dans la surface, courbe dans l'espace, du treillis. 6.- Construction de toiture suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'au centre, on a prévu un petit anneau d'ancrage auquel sont fixés les organes tendeurs. 7.- Construction de toiture suivant l'une quelconque 30 des revendications 1,2,3,4,5 et 6, caractérisée en ce qu'elle comporte des barres principales s'étendant dans le treillis, dont le profil en section présente un ou plusieurs espaces vides s'étendant en direction longitudinale,dans lequel ou lesquels s'étendent les organes tendeurs contenus dans un tuyau-enveloppe. 35 8.- Procédé de fabrication d'une construction de toi ture suivant une quelconque des revendications 1,2,3,4,5,6 et 7, caractérisé en ce que l'on fabrique d'abord le treillis en 12 06320 7 2126398 partant de l'anneau de compression, en plusieurs parties formant des mailles s en ce Que l'on adapte les organes tendeurs, en ce qu'on les met sous tension préalable, et en ce qu'enfin on les relie rigidement aux éléments du treillis qui leur sont associés.