Brevet FR2193920A1 — publié le 19740222

La présente invention concerne une charpente autoporteuse, et plus particulièrement une charpente auto-porteuse à éléments modulaires du type comprenant des cornières reliées par des entretoises caractérisée par un noeud à évidement central permettant de distribuer les cornières des éléments modulaires assemblés par le noeud en faisant coïncider substantiellement les axes d'inertie des cornières et deux axes principaux du noeud, le troisième axe Drin- cipal étant situé parallèlement à l'intersection des plans des entretoises, de façon à éviter dans la charpente tolet moment de flexion de gauchissement. En particulier un élément modulaire suivant l'invention comprend des entretoises en zig-zag sur un plan entre deux cornières, et la charpente est assemblée de telle sorte qutau moins deux desdits éléments se croisent suivant un premier axe principal de la charpente, les cornières d'un premier élément se présentant suivant un second axe principal de la charpente, les cornières de l'autre élément se présentant suivait un troisième axe principal de la charpente. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et donnant à titre indicatif mals nullement limitatif une forme de réalisation de l'invention. Sur ces d.essins la figure 1 est une vue d'un élément modulaire suivant l'invention la figure 2 est une vue suivant II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue suivant III-III de la figure 1; la figure 4 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la figure 1 la figure 5 est une vue suivant V-V de la figure 4 la figure 6 est une vue à plus grande échelle d'un autre détail de la figure 1 la figure 7 est une vue suivant VII-VII de la figure 6 la figure 8 est une vue suivant VIII-VIII de la figure 6; la figure 9 est une vue à petite échelle d'un treillis obtenu par assemblage des éléments modulaires suivant l'invention la figure 10 est une vue à plus grande échelle du noeud de l'assemblage de la figure 9 ; et la figure ll est une vue analogue à celle de la figure 8 d'une pièce de noeud d'extrémité. On voit su la figure 1 un élément de charpente désigné dans son ensemble par 10 qui comprend essentiellement deux cornières longitudinales parallèles 1 et 2 reliées par des ronds 3 à 8 soudés par une de leurs extrémités à la cornière 1 et par l'autre extrémité à la cornière 2, et montés en zig-zag par exemple de fac on à constituer une me de triangles indéformables résistant à la flexion suivant le plan de l'me. les ronds intermédiaires tels que 4 et 5 sont soudés par leur extrémité latérale à l'aile 12 de la cornière 1 et à l'aile 13 de la cornière 2 au moyen de cordons de soudure d'axes rectilignes 9 et 11 (figure 5). tes ronds d'extrémité tels que 3 sont soudés SlAr leur sections ellipsoîdale 14 au moyen d'un cordon de soudure fermé 15 en abutement contre une cornière d'assemblage 16, elle-mee soudée par les cordons rectilgnes 17, 18 et 19 aux rives d'extrémité de la cornière longitudinale 1 suivant respectivement trois axes principaux de la charpente afin de bien s'opposer aux efforts triaxiaux. On remarquera l'orifice 20, d'axe transversal 50, percé à travers l'aile 12 de la cornière 1 et l'orifice 21, d'axe longitudinal 51, percé sur la cornière d'assemblage 16. Le faces extériel1res 22 et 23 sur lesquelles débouchent ces orifices doivent etre bien dressées et parfaitement exemptes de toute aspérité dans un but qui sera exposé ci-après. tes éléments modulaires 10 sont en effet prévus pour former les âmes d'un caisson de charpente en treillis autoporteur tel que l'ensemble 100 de la figure 9. On retrouve à petite échelle sur la figure 9 la vue en plan par en-dessus de plusieurs éléments modulaires tels que 10, en particulier les piècees d'assemblage telles que 16 et 24. la technlque d'assemblage d'un noeud tel que celui désigné dans son ensemble par 30 est bien visible sur la figure 10 où l'on voit les orifices 25 Se la cornière 1 et 26 de la cornière 24, respectivement en regard de l'orifice 27 d'une cornière de liaison 28 et de l'orifice 29 d'une cornière longitudinale 46. C'est pourquoi les orifices doivent déboucher sur une surface commune parfaitement dressée. On remarquera une caractéristique avantageuse importante de l'assemblage 30 (ou 31) suivant l'invention, c'est que les axes d'inertie principaux des cornières longitudinales, sensiblement situées à l'intersection de deux plans orthogonaux à chaque aile au tiers de la large-l de chaque aile du côté de l'arête, se confondent avec les axes principaux XX' et YY? du noeud. En effet les quatre cornières correspondantes 10, 46, 47, 48 d'une première extrémité desdites entretoises de quatre éléments dont les plans sont orientés à 900 l'un de i'autre sont assemblés deux par deux et solidairement au moycn de quatre boulons, chaque boulon assemblant l'orifice 26 d'axe longitudinal 51 d'une cornière d'assemblae 24 d'une cornière 1 avec l'orifice 29 d'axe traversier 50 d'lue autre cornière 46, la différence entre les distances desdits axes à l'arête commune 52 des deux ailes contenant lesdits orifices permettant de distribuer lesdites quatre cornieras de telle sorte que leurs axes de symétrie soient confondus deux à deux avec deux axes principaux de la charpente du noeud, le troisième axe principal étant parallèle auxdites arettes communes et situé sur ltaxe de symétrie 53 desdites arêtes au milieu de ltévidement 54 On remarquera également qu'il existe deuç types de noeuds : les noeuds tvue 30 et les noeuds associés 31, dont la configuration des cornières d'assemblage par rapport à la cornière longitudinale correspondante se présente l'une dans le sens dextrogire, 1:autre aara le sens sinistrogire. Chaque cornière longitudinale est ainsi associée aux dc t-o cornières voisines bar deux boulons qui solidarisent étroitement les trois pièces sans faire intervenir dans l'ensemble de la charpente auto-porteuse 100 aucun moment de flexion de gauchissement. Pour fermer le caisson 100 aux noeuds d'extrémités tels 32 2 ou 33, l'invention prévoit des cornières d'extrémités, tronouées par exemple suivant le pointillé 34, de la figure 10, ce qui donne la pièce 35 de la figure il avec les trous de boulons 36 et 37 dans un noeud dextrogire (ou une pièce inverse analogue dans un noeud sinistrogire). On voit que dans le cas du noeud 33 l'emploi de deux cornières d'extrémité 38 et 39 reliées par un boulon d'axe 40 et solidairement assemblées aux éléments 41 et 42 par des boulons d'axes respectivement 43 et 44, ou l'emploi d'une pièce 45 dans le cas du noeud 32, permet de fermer suivant les besoins tout assemblage en caisson d'éléments modulaires suivant l'in Invention. Les entretoises eu zig zag 3 à 8 ont été décrites dans la présente forme de réalisation comme obtenues par des ronds discontinus, mais il est bien entendu que ces entretoises peuvent être des tubes et présenter la forme d'un profil continu plié, et éventuellement en cas de besoin aplati, à l'emplacement des assemblages sur les cornières 1 et 2, les assemblages décrits comme des soudures peuvent être exécutés par soudage par résis tabc@ ou par ro:ago autogène ou par boulonnage ou rivetage, avec ou sans aplatissament. I1 va de soi que la présente invention a été décrite cidessus qu'à titre d'exemple préférentiel indicatif mais nulle m@@t limitatif et que l'ou pourra introdutire toute équivalence d@@s @@s élément@ constitutifs en restant dans le cadre défini pa@ les revendieations annexées. REVENDICATIONS 1.- Elément modulaire de construction caractérisé en ce qu'il comprend deux cornières longitudinales reliées par des entretoises transversales obliquement disposées, les entretoises d'extrémité étant soudées latéralement par une ex trémité sur Itaile d'une première cornière et par l'autre extrémité en abutement sur une cornière d'assemblage soudée à l'extrémité de la seconde cornière, les entretoises inter médiaires étant soudées par une extrémité sur ladite aile dtune première cornière et par l'autre extrénité sur l'aile correspondante de ladite seconde cornière, lesdites ailes étant substantiellement dans le même plan, l'autre aile à 900 de chaque cornière se trouvant du même côté que les entretoises par rapport audit plan. -.- Elément modulaire suivant la revendication 1, Ca- ractérisé en ce que lesdites entretoises dans ledit plan sont des ronds. 3.- Elément modulaire suivant la revendication 2,caractérisé en ce que ladite cornière d'assemblage est un tron çon de cornière dont une première aile est soudée en équerre le long des deux rives de l'extrémité libre de chaque aile de ladite cornière longitudinale et dont la seconde aile est soudée le long de la rive d'extrémité de ladite aile se trouvant dans ledit plan, les cordons de soudure assemblant ladite pièce d'assemblage à ladite cornière longitudinale se présentant ainsi suivant trois axes principaux de l'élément modulaire. 4.- Elément modulaire suivant la revendication 3,carac- térisé en ce que ladite première aile de la pièce d'assemblage est percée dtun orifice d'axe longitudinal et ladite aile se trouvant dans ledit plan de l'âme e est percée d'un orifice d'axe traversier de même diamètre, la distance de l'axe dudit orifice d'axe traversier à l'extrérnité longitudinale correspondante de l'élément étant substantiellement différente de la distance de l'axe dudit orifice d'axe longitunal au plan extérieur de ladite aile. 5.- Caisson de charpente comprenant plusieurs éléments modulaires suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les âmes d'au moins deux éléments constituées par lesdites entretoises disposée substantiellement dans ledit plan se croisent suivant un prunier axe principal de la charpente, les cornières dans premier élément se présentant suivant un second axe principal do la charpente, les cornières de l'au- tre élément se présentant suivant un troisième axe principal de la charpente. 6.- Noeud d'assemblage d'une charpente suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les quatre cornières d'une première extrémité desdites entretoises de quatre élémonts orientés à 900 l'un de l'autre sont assemblées deux par deux et solidairement au moyen de quatre boulons, chaque boulon assemblant l'orifice d'axe longitudinal d'une pièce d'assemblage d'une cornière avec l'orifice d'axe traversier d'une autre cornière, la différence entre les distances desdits axes à l'arête commune des deux plans contenant les orifices permettant de distribuer lesdites quatre cornières de telle sorte que leurs axes de symétrie soient confondus deux à deux avec deux axes principaux de la charpente, le troisième axe principal étant parallèle auxdites are tes communes et situé sur l'axe de symétrie desdites aretes au milieu d'an évidement central du noeud. 7.- Elément modulaire suivant la revendication i, carac térisé en ce que lesdites entretoises sont des tubes aplatis aux extrémités soudées. 8.- Elément modulaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites entretoises sont obtenues par pliage d'un profil continu.