Brevet FR2199568A1 — publié le 19740412

L'invention se rapporte à une structure pour bâtiments, On connatt déjà des structures pour bâtiments composées d'éléments préfabriqués qui sont rapportés sur une ossature de base construite de façon traditionnelle sur le chantier de construction. Bien que l'utilisation d'éléments préfabriqués pour constituer les panneaux de garnissage, les cloisons, et éventuellement les dalles de plancher ou de plafond, permette de réduire le temps nécessaire à la réalisation d'un bâtiment et, simultanément, son cotte ce type de construction présente l'inconvénient de nécessiter une ossature de base qui doit hêtre réalisée par des moyens traditionnels et exige donc, de ce fait, du personnel et du matériel0 La présente invention a pour but de fournir une structure pour briment qui puisse ttre entièrement préfabriquée en usine et assemblée sur le chantier de construction en requérant le minimun de matériel, de personnel et de temps Cette structure est constituée par des dalles préfabriquées juxtaposées et superposées constituant à la fois plancher et plafond, par des poteaux préfabriqués auto-stables ayant une section transversale en étoile, et sur lesquels reposent les angles des dalles, auxquels ils sont liés à la construction du bbtinent, et par des éléments de remplissage préfabriqués, respect tienent intérieur et extérieur, disposés entre les ailes des poteaux sur lesquelles ils sont fixés. De la sorte, les éléments essentiels de la construction, et notamment les dalles et les poteaux, sont entièrement réalisés en usine sous forme d'éléments unitaires de base, de dimensions compatibles avec leur transport et de poids compatible avec les engins de levage hatituelse I1 en résulte que leur transport et leur mise en place n'entratnent aucune difficulté et ne nécessi- tent pas un matériel spécial. En outre, la construction du bttiment au moyen de ces éléments ne nécessite aucun coffrage, ni aucun matériel complexe, tel qu'une centrale à béton. Dans une forme préférée d'exécution, chaque poteau autostable présente, en section transversale, la forme d'une croix régulière. I1 en résulte que le poteau comporte des ailes qui lui donnent la stabilité requise et qui permettent, d'une part, de faciliter la fixation ultérieure des éléments de remplissage intérieur et extérieur et, vautre part, lorsque le poteau est visible de l'extérieur, d'améliorer l'esthétique de la construction. De plus, lorsque les poteaux cruciformes sont disposés à l'intérieur de la construction, ils occupent moins de surface de plancher qu'un poteau traditionnel ayant une résistance égale. Avantageusement, chaque dalle comporte dans chacun de ses angles un dégagement en forme de L dont les bords délimitent, avec les faces horizontales des poteaux entre lesquels ils sont disposés un logement pour un mortier de liaison. Ainsi, lorsque quatre dalles sont juxtaposées, elles délimitent en leur milieu un logement cruciforme qui, de dimen sions inférieures à celles de la section transversale des poteaux, respectivement inférieur et supérieur, peut recevoir une quantité de mortier suffisante pour assurer une liaison efficace et permanente de ces différents éléments0 Il est à remarquer que la structure de bfttiment selon l'invention fait appel à un petit nombre de composants, ce qui facilite sa fabrication industrielle à des cotts compétitifs et permet d'entizager l'utilisation de stocks.En outre, I'indéperr dance des éléments composant la structure permet de réaliser des combinaisons multiples susceptibles de satisfaire à tous les programmes de construction. Il est cependant évident qu'aux éléments de base s'ajoutent des éléments complémentaires spéciaux augmentant encore les possibilités constructives de la structure selon l'invention, et notamment des poteaux de bordure comportant, à au moins leur extrémité supérieure, une nerrure en saillie qui, de hauteur au plus égale à l'épaisseur des dalles, est légèrement en retrait du bord extérieur de cellerci pour former un logement pour le mortier de liaison. Cette neruure permet également de rompre, au niveau des poteaux, la monotonie résultant de l'alignevent des dalles. De iSme, certaines dalles comportent des ouvertures venant de soulage, notamment pour le passage d'escaliers ou pour permettre 1'éclairage de la construction. Dans ce dernier cas, ces ouvertures sont associées à des accessoires deéclairement et de ventilation. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la SLesoription qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exOcu- tion de cette structure pour btiments. Figure 1 est une vue partielle en perspective montrant une forme d'exécution de cette structure avant mise en place des éléments de remplissage intérieur ou extérieur ; Figures 2, 3 et 4 sont des vues partielles en perspective montrant trois formes d'exécution des poteaux de bordure utilisés pour réaliser la structure ; Figure 5 est une vue en perspective montrant une forme d'exécution particulière d'une dalle de plancher ; Figure 6 est une vue en perspective d un élément complément taire de couverture ;; Figures 7 et 8 sont des vues, respectivement, en coupe transversale et en plan par dessus montrant deux formes d'exécu- tion des éléments de remplissage extérieurs pouvant titre utilisés; Figure 9 est une vue partielle en coupe transversale montrant une forme de réalisation d'un élément de remplissage associé â une porte-fenêtre ; Figures 10 et Il sont des vues en plan par dessus montrant deux formes d'exécution des éléments de remplissage intérieurs 3 Figure 12 est une vue en perspective d'un autre élément de remplissage intérieur ;; Figure 13 est une vue partielle et en coupe verticale montrant plus particulièrement le mode de liaison des poteaux et des dalles à un noeud de raccordement intérieur ; Figures 14 et 15 sont des vues en coupe verticale, respecti vement, dans le plan des poteaux et entre les poteaux de la structure. La structure de bâtiments selon l'invention est réalisée à partir de poteaux 2 et de dalles 3 Juxtaposées et superposées, comme montré plus particulièrement à la figure 1. Chacun des poteaux 2, de type auto-stable, est préfabriqué en usine. il présente avantageusement en section transversale la forme d'une étoile, ctest-à-dire comporte des ailes 4 qui, dans une forme préférée d'exécution, sont réparties suivant une croix régulière. Enfin dans une forme de réalisation particulièrement soignée, chaque poteau comporte, dès sa fabrication, toutes les incorporations nécessaires pour le passage des fluides et des énergies. Comme le montre la figure 1, chaque poteau 2 présente une hauteur égale à celle d'un niveau d'étage courant. En outre, les poteaux, destinés à entre disposés à l'intérieur de la construc tion, présentent des faces planes horizontales à leurs deux extrémités. Â ces poteaux 2 sont associés, d'une part, des poteaux de plus petites dimensions, ou potelets désignés par 2 à la figure 1 et destinés à porter les dalles à un niveau inférieur et, d'autre part, des poteaux de bordure, respectivement 6, 7 et 8, qui ne se différencient des précédents que par un aménagement de leurs extrémités, comme cela sera précisé plus loin. Chaque dalle 3, réalisée en béton armé, est préfabriquée entièrement en usine. Les dimensions transversales et longitudinales de chacune d'elles sont déterminées par un module qui est lui-mSme fonction de leurs possibilités de transport et de leur poids, Dans la forme d'exécution représentée, ces dalles ont une forme carre mais il est évident qu'elles peuvent également entre rectangulaires0 De préférence, chaque dalle comporte des logements 2 en forme de L sur chacun de ses angles qui sont destinés à venir reposer sur l'extrémité des poteaux inférieurs et à servir d'appui aux poteaux supérieurs.Comme pour les poteaux et dans une forme plus soignée, chaque dalle 3 comporte, dès sa fabrication, toutes les incorporations nécessaires pour les passages des fluides et des énergies Il ressort déjà de ce qui précède que la structure selon 11 invention est réalisée à partir d'un petit nombre d'éléments dont les dimensions et les poids sont déterminés pour permettre leur transport aisé du lieu de fabrication au lieu de construction et leur élévation sur leur chantier par des moyens de levage habituels, et notamment par des camions-grues. Lorsque les composants de la structure sont amenés à pied d'oeuvres la construction du bStixent s'effectue de la façon suivante : les potelets 5 sont d'abord disposés sur des massifs en béton 10 coulés au fond des fondations du bâtiment. La liaison entre chaque potelet 2 et massif 10 est assurée, comme représen- té aux figures 14 et 15, par un lit de mortier 12.Dès que tous les potelets intérieurs et-de bordure ont été mis en place, les dalles 2 du premier niveau sont mises en place de telle façon que chacun de leurs angles porte sur l'un des potelets dont la face supérieure a été préalablement recouverte par une couche de mortier 22, comme montré à la figure 14. A ce stade, et comte le montre particulièrement bien la figure 1 en A, les logements 9 ménagés aux angles de chaque dalle , se associent avec ceux des angles des dalles Juxtaposées pour former des logements 14 de forme générale cruciforme et ayant des dimensions inférieures à celles de la section transversale de chaque poteau cruciforme 2, 5, 6, 2 ou 8.Il est évident que sur les bordures les logements 2 ne délimitent que des logements en T, en L ou en croix incomplète, comme montré en 15, 16 et 17 à la figure lo Dans la phase suivante, chacun des logements 14 à 17 est rempli par un mortier 18 qui est également étendu sur les bords des angles des dalles je comme montré en 19 à la figure 14. Les bases des poteaux du niveau supérieur sont à leur tour amenées sur le lit de mortier 19 et sont positionnées par tout moyen connu. De la sorte, lorsque le mortier a pris, il assure à lui seul la liaison entre deux poteaux superposés, mais aussi entre ces deux poteaux et les quatre angles des dalles interposées entre eux.Si besoin est, la liaison peut aussi titre réalisée par des moyens mécaniques, et notamment par des boulons. Dans la phase suivante, les extrémités supérieures des poteaux qui viennent d'être déposés sont à nouveau recouvertes par un lit de mortier pour recevoir les angles des dalles du niveau supérieur. Le mtme mode opératoire se reproduit donc åusqu'à ce que l'on parvienne au dernier niveau de la construction. Il est évident que les Joints entre dalles sont réalisés par tout moyen connu et que les planchers et plafonds ainsi réalisés reçoivent par la suite tout revStement destiné à assurer leur finition, leur insonorisation, leur protection ou autres. Convie décrit précédemment, aux poteaux normaux 2 destinés à entre disposés à 11 intérieur et comportant exclusivement des faces horizontales planes à leurs extrémités, sont associés des poteaux de bordures 15 16 17 qui ne se différencient de ces derniers que par la présence, à au moins leur extrémité supérieure, de nervures 20. Ces nervures 20 font saillie de l'extrémité supé- rieure du poteau, ont une hauteur au plus égale à l'épaisseur des dalles 3 et sont disposées parallèlement au bord des dalles Juxtaposées, mais légèrement en retrait de ces dernières pour former un espace 22, montré plus particulièrement à la figure 14. Bien entendu, pour les poteaux de bordure ne supportant que les angles de deux dalles Juxtaposées, coae montré pour le poteau 15 aux figures 1 et 2, la nervure 20 est rectiligne, tandis que pour les poteaux de bordure disposés aur angles de la construction comme montré pour les poteaux 16 et 1? la nervure 20 présente en vue de dessus la forme d'un L dont les ailes convergent vers l'extérieur pour un angle saillant (poteau 16) ou vers l'inte- rieur pour un angle rentrant (poteau 17). Les nervures 20 précitées ont exclusivement pour but de former un coffrage permanent s'opposant à l'échappement vers l'extérieur du mortier qui est coulé dans les zones de liaison entre les dalles et les poteaux de bordure.Accessoirement, ces nervures permettent de rompre le rythme des lignes de la structure et notamment de rompre l'alignement résultant de la présence des dalles 3. De mise, aux dalles 3 délimitant une aire sans aucune ouver- ture sont associées, d'une parut, des dalles complémentaires de plancher 25 comportant chacune une ouverture 26, par exemple pour le passage d'un escalier et, d'autre part, des dalles de couverture, non représentées, comportant des ouvertures pour assurer l'6clairage de la construction.Dans ce cas, les ouvertures des dalles de couverture sont associées à des accessoires d'éclaire- ment et de ventilation, tels que des dômes en matière translucide, fixes ou articulés0 La construction réalisée au moyen de la structure selon l'invention peut comporter un toit de type en terrasse, mais aussi tur. toit de type traditionnel.Dans ce dernier cas, chacune des dalles disposés au dernier niveau de la construction, est associée à un élément de couverture 22, représenté à la figure 6 et constituéSr un plateau 28 qui, aux dimensions des dalles 3 porte une charpente et une couverture 29 de type traditionnel ou non. il est à noter qu'en Jouant sur la position relative des éléments 27 précités, il est possible de réaliser une toiture ayant l'apparence dune toiture traditionnelle à double pente, dune toiture en shed ou autres. Lorsque les poteaux et les.dalles de la structure sont mis en place, les intervalles entre les ailes des poteaux Juxtaposés sont obturés par des éléments de remplissage préfabriqués, respectivement intérieur et extérieur. Les éléments de remplis sa-e go extérieur peuvent Stre constitués par des matériaux tradition nelsspar des panneaux préfabriqués lourds ou légers en béton, bois , métal avec ou sans garnissage intérieur. La figure 7 montre un panneau préfabriqué léger 30 constitué par exemple par une couche de polyuréthane 32 prise en sandwich entre deux panneaux de de contre-plaqu*, tandis que la figure 8 montre un élément préfabriqué lourd 34 réalisé en béton et associé à une cloison de doublage 35. De toute façon, quelle que soit la nature de l'élément de remplissage extérieur, celui-ci est touJours fixé, d'une part, sur les ailes 4 des poteaux juxtaposés et, autre part, sur les dalles entre lesquelles il est disposé.En outre, ces éléments de remplissage extérieurs peuvent également entre constitués, conte montré figures 9 et 15 par un encadrement 36 constituant le dormant d'une porte-tenttre 22, d'une entre ou de toute autre ouverture. Les éléments de remplissage intérieurs sont également fixés sur les ailes des poteaux 2 et peuvent titre réalisés soit par des cloisons traditionnelles, soit par des cloisons industrialisées. Enfin, chacune de ces cloisons peut ne comporter aucune ouverture coupe montré en 28 à la figure 10, ou au contraire comporter coulpe montré figures il et 12, une ouverture 39 avec ou sans porte 40. il ressort de ce qui précède que la structure de bâtiments selon l'invention fait appel à un nombre réduit d'éléments et e' particulier à deux éléments essentiels, un poteau 2 et une dalle 2 auxquels sont adjoints un très petit nombre d'éléments accessoires.Cette conception permet d'utiliser des procédés réservés à la grande série pour fabriquer ces éléments donc d'obtenir des éléments de qualité constante et ayant en cott très compétitif. De plus, la mise en oeuvre et le transport des composants de la structure ne fait appel à aucun matériel exceptionnel, ce qui permet de réduire les coûts et les temps de construction, tandis que leur mise en place ne nécessite aucun coffrage ni étais et n'exige queux minimum de mortier, pouvant titre produit par une bétonnière traditionnelle.Enfin, du fait de la préparation en usine de la totalité des composants de la structure, la construction de celle-ci exige très peu dtinterven- tions humaines sur le chantier. Par ailleurs, bien que les composants soient en petit nombre, les combinaisons pouvant titre réalisées sont très nombreuses et permettent d'ajuster la structure dans tous les cas à la conti- guration du terrain sur lequel elle doit être construite, au site et aux désirs de l'utilisateur. La structure selon l'invention peut entre utilisée pour construire des maisons individuelles modulaires évolutives, mono, bi ou triniveaux, des garages incorporés ou isolés, des abris, des portiques couvert pour villas, des bureaux, des locaux sociaux, des magasins ou des dépits, des maisons d'été ou autres. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution pour la structure de bfttiments qui a été décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS - 10 - Structure pour btiments, caractérisée en ce qu'elle est constituée par des dalles préfabriquées, juxtaposées et superposées, constituant à la fois plancher et plafond, par des poteaux préfabriqués auto-stables ayant une section transversale en étoile et sur lesquels reposent les angles des dalles auxquelles ils sont liés à la construction du b8timent, et par des éléments de remplissage préfabriqués, respectivement intérieur et extérieur, disposés entre les ailes des poteaux sur lesquelles ils sont fixés0 2. - Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque poteau auto-stable présente, en section transversale, la forme d'une croix régulière. 3. - Structure selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque dalle comporte, dans chien de ses angles, un dégagement en forme de L dont les bords délimitent, avec les faces horizontales des poteaux entre lesquelles ils sont disposés, un logement pour un mortier de liaison. 4e - Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les poteaux destinés à titre disposés à l'intérieur de la construction comportent des facs planes horizontales à leurs deux extrémités. 50 - Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chacun des poteaux destinés à venir en bordure de la construction comporte, au moins à son extrémité supérieure, un nervure en saillie qui, de hauteur au plus égale à l'épaisseur des dalles, est légèrement en retrait du bord extérieur de celles pour former "n logement pour le mortier. 6. - Structure selon l'un quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les poteaux inférieurs de la cons- truction reposent sur des massifs en béton coulés sur place et auxquels ils sont liés, notamment par un mortier. 70 - Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les ailes des poteaux, de même que les dalles, comportent, dès leur construction, toutes les incor- porations nécessaires pour les passages des fluides et des énerries devant parvenir à l'intérieur du bâtiment. 8. - Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la liaison entre les poteaux superposés et les dalles insérées entre eux est également assurée par boulet, nage.