Brevet FR2159235A1 — publié le 19730622

la présente invention concerne les structures ou charpentes construites avec des lattes de bois. Plus particulièrement, elle vise les noeuds réunissant plusieurs barres (ou lattes) par leurs extrémités, noeuds permettant des assemblages dans une structure légère et résistante. Les assemblages de barres métalliques ou de tubes, voire de profilés (acier ou métal léger) inclinés entre eux dans toutes les directions de l'eF-= pace sont connus depuis fort longtemps pour supporter des toitures ou d'autres ouvrages de grandes dimensions ou pour construire des pylones. Ces barres peuvent former, par exemple, des polyèdres, prismes ou trièdres adjacents avec des arêtes communes. La figure 1 (croquis ci--l;nexé) en donne un exemple. Elles constituent des ensembles légers, robi.stes, résistants dans n'importe quelle direction. Les inclinaisons et le nombre des barre réunies autour d'un noeud peuvent être très variables.On les appelle généralement des structures multi- directionnelles (pouvant être bidirectionnelles, ou tridirectionnelles, par exemple). Les ouvrages ainsi obtenus résistent à des efforts dans toutes les directions de l'espace Ils évitent notamment les contreventements. Le volume ainsi circonscrit est limité par deux nappes constituées par des résilles ou des treillis (croisement à angle droit ou avec inclinaison comme le montre la figure 1), sur lesquelles on fixe des revêtements. Le poids propre est faible, chacune des barres ayant une longueur importante par rapport à sa section. On les appelle aussi des structures tridimensionnelles, afin d'imager le volume résistant qu'elles engendrent dans l'espace. Elles seront désignées, ci-après, sous le terme de structure. Les noeuds ou points d'assemblage des extrémités des barres (quel que soit le nombre de barres) sont traités de différentes façons. La soudure donne très souvent satisfaction, quant à la solidité. La plupart du temps, des renforts sous formes de goussets contribuent à un bon encastrement des barres qui diminue les possibilités de flambage. Toutes les barres d'un même noeud sont, autant que possible, concourantes afin de réduire les effets de la flexion à l'endroit des assemblages. Les inconvénients des noeuds entièrements soudés (soudure des barres entre elles) sont nombreux. Ils ne sont pas démontables et leur montage est délicat, long et onéreux. Les soudures effectuées sur place ne sont pas toujours de bonne qualité, par suite d'une mauvaise accessibilité. Certains constructeurs traitent ces charpentes métalliques avec des noeuds préfabriqués en série, sur lesquels on vient assembler les barres. Ces assemblages se font de différentes façons : points de soudure, rivetage, boulonnage, vissage avec raccords. Ces deux derniers modes d'assemblage permettent un montage et un démontage rapides. La pièce servant de noeud est une sphère, dans certains cas, laquelle sphère possède des bossages radiaux portant les moyens de fixation. D'autres formes de noeud préfabriqués permettent l'adaptation et parfois le réglage, mais principalement pour des barres constituées par des tubes métalliques. Il est à remarquer, que les dites structures ne sont jamais exécutées en bois. Ce matériau, a la réputation de bien se comporter dans les charpentes mais en poutres de sections importantes par rapport à leur longueur. C'est une des raisons pour lesquelles des tasseaux de faibles sections par rapport à leur longueur (dans la limite du flambage) n'ont pas été utilisés pour construire ce type de charpente. Cependant, certaines essences de bois parviennent à des résistances suffisantes. Mais, une autre raison semble décisive : les noeuds, pièces principales, selon ce procédé, posent des problèmes d'ordre technolcgique pour l'assemblage avec faible encombrement. En effet, le bois n'a jamais été réputé comme un bon élément d'assemblage, même lorsqu'il ne constitue qu'un des composants du dit assemblage. La présente invention est caractérisée par un noeud préfabriqué de faible encombrement, conçu spécialement pour recevoir des barres de bois en nombre quelconque et suivant de multiples directions, tout en garantissant, à cet endroit, un assemblage dont la résistance est en rapport avec le réseau des dites barres, qui l'entourent. Le principal résultat visé est donc de pouvoir réaliser des structures légères avec des lattes de bois, c'est-à-dire des pièces longues par rapport à la section. Le bois y apporte ses qualités de souplesse permettant à toutes les barres inclinées, sans exception, de participer aux contraintes, même lorsque les dimensions ne sont pas rigoureusement les mêmes.Il n'en est pas de même dans les structures métalliques, où toutes les barres doivent etre traitées avec des longueurs précises, sinon certains éléments (trop longs ou trop courts) supportent des charges excessives par rapport aux autres. La pose (et éventuellement le démontage)est plus facile et plus rapide, qu'avec tout antre procédé utilisant des noeuds préfabriqués et déjà connus à ce jour. D'autre part, le type de structure avec barres de bois et noeuds caractéristiques a un aspect esthétique. La structure forme par elle-même un barrage (ou un amortisseur) aux sons, lequel barrage est rendu plus efficace par suite de l'interruption de la conductibilité accoustique, grâce aux barres en bois. Le noeud caractéristique et son dispositif d'assemblage aux extrémités des lattes, permet de standardiser ces dernières (longueurs, section, formes d'extrémités) surtout lorsqu'il est nécessaire d'obtenir des faces d'appui (ou nappes) planes. Enfin, une variante du noeud selon l'invention permet de soutenir des surfaces gauches appuyées sur des structures en bois, avec des lattes de longueurs calculées en fonction de la dé ormation à donner à la dite surface. Les deux caractéristiques essentielles de l'invention résident dans la conception du noeud d'une part et dans la forme cl'extrémité de latte avec son moyen d'assemblage, d'autre part. Le noeud est constitué par une pièce monobloc en tôles assemblées entre elles, ou en tôle pliée ou en matière moulée. Dans tous les cas, il présente, en face de la naissance de chaque latte, un appendice mince et plan, possédant un ou deux (ou plus de deux suivant les contraintes) trous permettant la fixation caractéristique de la dite latte. Cette dernière comporte en chacune de ses extrémités une fente médiane parallèle à une de ses faces longitudinales. Elle est percée de un ou deux (ou plus de deux) trous. Des broches cylindriques ou tronconiques traversent la première joue en bois, puis la plaquette en appendice sur le noeud puis la seconde joue en bois parallèle à la première, et ceci, grâce aux trous préalablement et correctement ménagés dans les pièces. Eventuellement, des chanfreins en bout de latte permettent un encombrement réduit de l'ensemble. L'invention sera bien comprise grâce à la description qui suit de plusieurs modes d'exécution. Les croquis ci-annexés comprennent Figure 1 - une vue perspective schématique d'une structure dimensionnelle, limitée volontairement à une surface triangulaire. Figurez 2 - une vue de profil du noeud avec neuf directions. Figure 3 - une vue en plan du même noeud. Figures 4 et 5 - des vues de profil et de face d'une extremité de latte. Figure 6 - une vue de dessus du noeud à neuf directions avec ses lattes montées. Figure 7 - une vue de profil suivant F, du même noeud avec ses lattes. Figures 8 et 9 - un noeud à trois directions (angle de poutre). Figures 10 et il - un noeud à sept directions (bord de poutre) vu de dessus. Figures 12 et 13 - une variante du noeud principalement destiné aux surfaces gauches (vue en plan et en coupe suivant G). Dans une structure du genre de celle qui est représentée figure 1, les noeuds tels que 1 réunissent neuf lattes 2, pratiquement identiques. Les figures 2 et 3 montrent que les dits noeuds 1 se composent d'une tôle 3 circulaire plane et de trois goussets 4 de même épaisseur, assemblés entre eux, le long de l'axe normal à la plaque 3, lequel axe passe par le centre O de la dite plaque. Selon l'exemple choisi, les dits goussets sont soudés. La pièce peut aussi venir entièrement de moulage. Â partir du pointu au centre de la plaque, six axes 5, o, 7, 8, 9, 10 angulairement équidistants et disposés selon la figure 3, constituent, dans le plan horizontal, les repères de perçage de six trous 11, ou douze trous comme l'indiquent lesfigures 2 et 3, ou un multiple de six trous. Ces derniers sont situés sur un meme cercle axial (ou des cercles concentriques). L'exemple choisi porte sur deux trous par axe. Sur les trois goussets 4, sont percés des trous 12, sur des axes 13, 14 et 15 passant par O (même nombre de trous par axe, que précédemment). Les lattes 2 possèdent à chaque extrémité une fente médiane 16, dont l'épaisseur correspond à celle de la tôle 3 et des goussets 4. Chacune des joues 17 et 18 est percée de trous 19, en nombre identique à celui qui est précisé ci-dessus pour chacun des axes 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 13, 14, 15. Dans l'exemple choisi, chaque joue possède deux trous en alignement. La figure 6 montre en vue de dessus l'assemblage des neuf lattes. Six de ces dernières (2a) emboitent la plaque circulaire 3 située dans le plan de la nappe. Les trois autres (2b) sont inclinées par rapport au dit plan de la nappe et emboitent les goussets 4 grâce aux fentes 16. Les trous 11 et 12 sont percés de telle façon que des broches 20 retiennent les lattes sur le noeud. Les dites broches sont emmanchées très légèrement à force dans le bois afin qu'elles ne puissent ressortir. 05ais en aucun cas, elles déchirent le bois comme pourrait le faire une pointe. Leurs extrémités peuvent du reste être plates, avec un léger chanfrein. Dans certains cas, des boulons peuvent remplacer les broches. Dans d'autres cas, un collage sur les surfaces en contact permettent d'éviter en totalité ou en partie les trous et les moyens d'assemblagesO Les noeuds du type 21 (figure 1) sont à sept directions. Ils comprennent un secteur 22 en tôle, avec trois goussets 23 perpendiculaires assemblés. Alignés sur des axes, passant, tous, par le point O central, des trous 24 sont également percés, tant sur la plaque 22 que sur les goussets 23. On imagine facilement un noeud à huit, ou à six, ou à cinq (noeud 25) ou à quatre ou à trois directions (26). Ce dernier est montré, à titre d'exemple, sur les figures 8 et 9. Il nty a plus qutun seul gousset 27 soudé sur la plaque 28 percée de deux séries de trous 29 sur des axes concourants avec celui des trous 30 ménagés sur le dit gousset. De même, on peut obtenir un noeud à douze directions (double nappe) par addition de goussets 4a, sFnétriquement aux goussets 4 du noeud 1. La figure 7 montre en traits mixtes cette disposition possible. Un noeud à deux directions peut aussi assembler deux barres (conformes à la description qui précède) sur un même secteur. Selon une variante, le noeud à neuf directions 31 (figure 12) est consti tud par une plaque 32 découpée radialement jus- > à une certaine distance du centre. Les glus petits secteurs 33 sont repliés d'un angles)( fans le cas de surface gauche 34, cet snÀe correspond à l'inclinaison rectifiée des lattes en diagonale (entre la dite surface 34 et celle, 35, qui lui est sensiblement parallèle). Les parties 36 situées dans le plan de la nappe reçoivent comme précédemment les six lattes pouvant être angulairement équidistantes (telles que 37). Les parties inclinées 33 reçoivent les trois lattes en diagonale 38. Les dites lattes sont fendues et percées de la même façon que précédemment, et se montent de même manière. Il est facilement compréhensible que les noeuds du même genre que 31, à huit, sept, six, cinq, quatre, ou trois directions sont faciles à obtenir. Un noeud à douze directions peut être fabriqué à partir du noeud 31 en découpant et pliant la partie centrale du secteur 36 (figure 12), laquelle pliure est sur l'autre face du disque par rapport aux languettes 33. Les surfaces gauches 34 peuvent entralner une légère déformation des secteurs 36. Le noeud du type 31 peut aussi, dans certaines constructions, (coque galbée, unique, avec revêtement résistant) servir à réaliser des résilles à surfaces gauches. Les pliures, même pour les parties 36 sont alors obtenues en fonction du galbe de la surface 34 à cet endroit. Il va de soi, que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation, ci-dessus décrits. Elle embrasse, au contraire, toutes les variantes possibles pourvu qu'elles ne sortent pas du cadre des revendications. C'est ainsi que chacun des noeuds ci-dessus décrits, peut être jumelé par un noeud identique ou non, afin de doubler les nappes, ou d'augmenter le nombre de barres. A cet effet, dans la partie centrale, les goussets 4 des noeuds représentés sur les figures 2 et 3, ou 8 et 9, ou 10 et 11, peuvent être soudés sur un tube axial de faible section permettant le passage du boulon ou du moyen d'assemblage, en vue du jumelage. Dans le cas de noeud du type 31, (figures 12 et 13), un trou central sur la plaque 32 permet, outre le jumelage, une facilité de construction. C'est ainsi que les angles directionnels (tels queO() cités ci-dessus, peuvent être très différents suivant la conception de la structure. C'est ainsi que d'autres matériaux ayant la souplesse, la résistance et la légèreté du bois peuvent convenir pour la construction des barres. Les noeuds et les barres selon l'invention sont utilisés en charpente dans les constructions à usage d'habitation, les hangars ou autres locaux avec couvertures. Ils peuvent aussi servir à la construction de pylones ou de supports légers. - RE'rEitDICATIONS 1. Dispositif destiné à assembler des barres dans de multiples directions dans l'espace et dans n'importe quelle direction entre elles, pour constituer des structures résistantes et légères utilisant des lattes de bois, lequel dispositif concerne plus particulièrement la région du noeud d'assemblage préfabriqué, lequel dispositif est caractérisé par le fait que le dit noeud constitué par une ou des tolets, possède à la naissance de chaque barre, un appendice plan incliné de telle façon qu'il soit situé dans un plan passant approximativement par le centre du noeud, lequel plan est parallèle à la direction de la dite barre, laquelle barre possède une fente médiane d'épaisseur égale à celle de la (ou des) tle constituant le noeud, lesquels appendice de noeud et extrémité de barre fendue sont assemblés par pénétration de l'un dans l'autre puis sont fixés entre eux. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de fixation des barres fendues sur l'appendice plan du noeud est constitué par une ou plusieurs broches (cylindrique ou troncônique) traversant les joues de la barre et la tole du noeud par des trous préalablement percés dans les dites pièces, lesquelles broches ne débordent pas des faces des barres de bois. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les dites broches sont remplacées par le fût ajusté d'un boulon. 4.- Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, prises séparément, caractérisé par le fait que la fixation des barres fendues sur l'appendice plan du noeud est renforcée par un collage. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le noeud préfabriqué est constitué d'une tôle circulaire plane sur laquelle sont fixés plusieurs goussets perpendiculaires à cette tôle, lesquels goussets sont dans un plan passant par le centre de la plaque, lesquels goussets sont réunis sur lraxe normal à la plaque circulaire. 6.- Dispositif selon les revendications 1 et 5, prises ensemble, caractérisé par le fait que les goussets du noeud , sont réunis entre eux par l'intermédiaire d'un petit tube central fixé suivant l'axe normal à la plaque circulaire. 7.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le noeud préfabriqué est constitué par une tôle fendue radialement jusqu'à une certaine distance du centre, laquelle tôle ainsi fendue est pilée, partiellement par secteur, chacun des dits secteurs pliés constituant des appendices inclinés d'un angle Z par rapport au reste de la plaque. 8.- Dispositif selon les revendications 1, 2, 5, prises ensemble, ou i, 3, 5, prises ensemble, ou 1, 4, 5 prises ensemble, caractérisé par le fait que la structure résistante dans toutes les directions, utilise ses noeuds avec des directions en nombre différetlt, suivant la position des dits noeuds sur la dite structure, laquelle structure est comprise entre deux nappes planes. 9.- Dispositif selon les revendications 1, 2, 7 prises ensemble, ou 1, 3, 7 prises ensemble, ou 1, 4, 7 prises ensemble, caractérisé par le fait que la structure utilisant ces noeuds (avec des directions en nombre différent selon leur situation) est limitée par des nappe de surfaces -;aU1ehesS l'angle &alpha; des inclinaisons des appendices de noeuds étant variable suiaral.t les directions des barres. 10.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé ;ar le fait qu'il réunit des barres constituant une seule surface gauche, laquelle surface est recouverte par un revêtement résistant (coque unique résistante). 11.- Dispositif selon les revendications 1, 5 et 6 prises ensemble ou les revendications 1 et 7 prises ensemble, caractérisé par le fait que chacun des noeuds peut être jumelé avec un autre noeud, lesquels noeuds jumelez sont réunis en leur centre par un boulon d'assemblage. 12.- Dispositif selon les revendications 5, 6 et 7 prises séparément, caractérisé par le fait que les appendices (goussets ou pliure) sont répartis de part et d'autre de la plaque circulaire de base.