Brevet FR2143644A1 — publié le 19730209

La présente invention concerne une charpente viodulaire tri- axiale, et plus particuliUrement une charpente spatiale carac$-S risée par un premier et un second réseaux de poutres en treuils situés sur deux plans différents espacés vertIcalement, chaque noeud du premier réseau étant situé à l'aplomb du centre d'une maille du second réseau et relié obliquement à tous les noeuds de ladite maille, les noeuds du premier réseau étant du même type que ceux du second réseau et comprenant seulement deux types de pièces de jonction, le premier type de pièces de jonction étant prévu avec son axe dans le plan du réseau et le second t- pe étant prévu obliquement pour relier les deux réseaux, les pièces de jonction étant solidairement assemblées deux par deux barre dans chaque type aux extrémités d'une / pour fournir deux élé- ments modulaires calibrés dont la précision des tolérances mécaniques d'ajustement et d'usinage en série permet d'obtenir au montage au sol des cotes extrêmes exactes sur une charpente de grande dimension qu'on peut, après levage, adapter d'un seul bloc sur des poteaux. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et donnant à titre indicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins - la figure 1 est une vue en plan schématique d'une charpente suivant l'invention - la figure 2 est une vue en plan avec arrachement d'un noeud de la charpente de la figure I - la figure 3 est une vue suivant III-III de la figure 2 - la figure 4 est une vue d'une pièce de jonction du premier type utilisé dans le noeud de la figure 2 - la figure 5 est une vue suivant V-V de la figure 4 ; et - la figure 6 est une vue d'une pièce de jonction du second type utilisé dans le noeud de la figure 2. On voit sur la figure 1 une charpente spatiale su aet l'in- vention comprenant un premier réseau 1 de cuadrillage tut-.laire et un second réseau 2 de quairillage tubulaire analoù- disposé sur un autre plan voisin. Dans l'exemple choisi, les quadrillages tubulaires 4 et 2 ont levrs axes principaux orientés suivant les diagonales du cadre-enveloppe 3 représentant le périmètre-enveloppe de la cl- pente montée en couverture d'un bâtiment rectangulaire. On voit que chaque noeud 4 du premier réseau est disposé a l'aplomb du centre d'une maille 5 à 8 du second réseau et est relié à chaque noeud 5 à 8 de cette maille par des jambes de force obliques 9 à 12. De même, chaque noeud 13 du second réseau est est disposé à 'a plomb du centre d'une maille 14 à 17 du premier réseau et est relié à chaque noeud 14 à 17 du premier réseau par des jambes de force obliques 18 à 21, ces jambes de force étant tournées au départ du noeud 13 vers le haut si les jambes de force 3 à 12 au départ du noeud 4 sont tournées vers le bas. On voit sur la figure 2 que le noeud désigné dans son enseffi ble par 4 est rélié au premier réseau par quatre pièces de jonction 22 à 25 d'un premier type. Les jambes de force obliques 9- à 12 sont reliées au noeud 4 au moyen de pièces de jonction d'un second type 26 à 29. Les pièces de jonction 27 et 23 ont été partiellement arrachées. Chaque pièce de jonction modulaire du premier type, telle que la pièce arrachée 23, comprend un fer plat 30 dont une première extrémité est soudée en 31 et 32 sur une équerre 33 dans les ailes de laquelle on a réservé des trous de boulons 34 à 37 de part et d'autre du fer 30. L'extrémité opposée du fer plat 30 est soudée en 38 orthogonalement au plan bissecteur de l'équerre 33 à un fer 39 carré, par exemple sur la face opposée duquel est soudé normalement en 40 la section d'extrémité d'un tube 41 du premier réseau. Chaque pièce modulaire du second type, telle que la pièce arrachée 27, comprend un fer plat 42 percé de-deux trous de sont lon 43 dont le diamètre et l'écartement sont les memes que cet correspondants des paires (34,35) et (36,37) percés sur les ai- les de l'équerre 33, la ligne 44 des axes des trous Li 3 état orientée par rapport à l'axe 43 de la jambe de force 10 suivai- un angle a qui caraterise l'obliquité des jambe de force de liaison entre les deux réseaux 1 et 2. Le gousset 42 est soulé orthogonalement er 46 avec un fer plat carré d'appui 47, dont le plan est orienté normalemen par rapport à l'axe 45 et qui est lul-meme soudé sur sa face opposée au tube 10 en 48.Le plat 42 est une patte de jonction. En se reportant à la figure 2, on voit que sur un noeud complet huit boulons tels que 49 assemblent solidairement les quatre pièces de jonction du premier type 22 à 25 et les quatre pièces de jonction 26 à 29 du second type, les plats 42 de chaque pièce 27 étant pris entre les ailes de deux cornières 33 et 33' de deux pièces 23 et 22. Un orifice cruciforme 50 est ménagé au centre du noeud. On voit que pour satisfaire aux besoins du montage d'une charpente suivant l'invention deux éléments suffisent : le tube 41 d'un c8té de la maille du premier réseau, garni à ses deux extrémités d'une pièce de liaison du premier type, qui est également l'élément constitutif des mailles du second réseau, et le tube 27 de liaison entre les deux réseaux, garni à ses deux extrémités d'une pièce du second type, l'angle a étant orienté de chaque.côté, de part et d'autre de l'axe 45, pour se présenter convenablenent dans les noeuds respectifs tels que 4 et 13. Les pièces modulaires de la charpente spatiale suivant l'invention peuvent être fabriquées en série suivant les méthodes appliquées jusqu'ici dans la mécanique avec des tolérances très précises de deux dixièmes de millimètre par exemple, ce qui permet de respecter sur un grand ensemble les cotes extrêmes à quelques centimètres près. Le tronçonnage des tubes et leurs liaisons, en soudage automatique par exemple, sont réalisables suivant les mêmes exigences oue la précision d'usinage et la vérification peut se faire très facilement sur gabarit. La charpente présente également un effet décoratif, ce qui permet de ne pas l'habiller par en-dessous et différentes gammes dimensicnnelles permettent de satisfaire en résistance des maté riaux à des besoins très divers. En particulier, il n'est pas exclu de réaliser les éléments modulaires d'une telle charpente triaxiale dans d'autres matériaux que le fer, en matière plastique par exemple. L'orifice central cruciforme facilite l'adaptation de tigessupports pour la couverture de la charpente. il va de soi que la présente invention a été décrite cidessus à titre indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitu- tifs sans sortir de son cadre défini par les revendications an nexées. Ainsi dans la description qui précède, les équerres 33 sont reliées aux tubes 41 des réseaux ou nappes dans le plan de syInétrie de l'équerre perpendiculaire à son arte, mais on peut assembler le tube 41 sur le plat d'appui 39 suivant une direction générale du tube plus ou moins inclinée obliquement par rapport à ce plan de façon à obtenir des nappes sphériques ou mimes incurvées en enveloppes gauches tangentes à ce plan de symétrie. Les pièces de jonction sont reliées aux barres dans la présente description par mécano-soudure à titre d'exemple, mais elles peuvent autre réalisées par moulage solidairement avec les barres. Celles-ci sont décrites comme étant des tubes mais peuvent autre prévues également en profilés quelconques d'acier, de fonte d'aluminium ou d'alliage léger, aussi bien pour les éléments de membrure 41 que pour les éléments de liaison 10. REVENDICATIONS 1. Charpente triaxiale comprenant au moins de réseau de poutres en treillis, chaque noeud du premier réseau étant situez à l'aplomb du centre d'une maille du second réseau et relié obliquement à tous les noeuds de ladite maille, les noeuds du premier réseau étant du même type que ceux du second réseau et comprenant seulement deux types de pièces de jonction, le premier type de pièces de jonction étant prévu avec son axe dans le plan du réseau et le second type étant prévu obliquement pour relier les deux réseaux. 2. Charpente suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les têtes des pièces de jonction sont solidairement assemblées deux par deux dans chaque type aux extrémités d'une barre pour fournir deux éléments modulaires calibrés dont la précision des tolérances mécaniques d'ajustement et d'usinage en série permet d'obtenir au montage au sol des cotes extrêmes exactes sur une charpente de grande dimension qu'on peut, après levage, adapter d'un seul bloc sur des poteaux. 3. Elément de jonction pour charpente suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend à ses deux extrémités une cornière soudée intérieurement à une première extrémité d'un premier fer plat, chaque aile de la cornière étant percée d'un orifice calibré de part et d'autre du plan du fer plat, le premier fer plat étant soudé orthogonalement à son extrémité opposée à un second fer plat sur lequel est soudée la partie centrale de l'élément de jonction. 4. Elément de jonction pour charpente suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend à chaque extrémité un premier fer plat soudé orthogonalement à un second fer plat sur lequel est soudée la partie centrale de l'élément de jonction, les deux premiers fers plats étant percés de deux orifices calibrés dont l'alignement des axes présente une obliquité inverse de part et d'autre de l'axe longitudinal dans le plan de symétrie de l'élément. 5. Noeud de charpente triaxiale suivant la revendication A, caractérisé en ce qu'il comprend un assemblage de quatre nièces d'un premier type et de quatre pièces d'un second type au mO t'; de huit boulons, chaque patte de jonction d'rù-ie pièce au second type étant prise entre deux ailes de cornières de deux pièces d premier type et le noeud présentant, suivant son axe central, un orifice cruciforme. 6. Noeud de charpente suivant la revendication 5, crac- -- r en ce qu'il assemble quatre éléments de membrure dune nappe et chaque élement, quarre elements ae liaison avec quatre nouas alune autre nappe: de membrure étant terminé par deux équerres dont les branches deter- minent deux plans inclinés à 450 par rapport au plan passant par les arêtes des équerres et l'axe longitudinal de la pièce, chaque élément de liaison étant terminé par deux goussets, les c-ta- du noeud tre goussets/etant pincés individuellement entre deux branches des équerres voisines, le noeud étant assemblé rigidement par des boulons qui passent dans des trous prévus à cet effet à travers les goussets et les huit branches des quatre équerres adåacentes, 7. Noeud de charpente suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'axe de la barre des éléments de membrure est légèrement incliné par rapport à un plan perpendiculaire aux arêtes des équerres tour fournir une nappe incurvée.