Brevet FR2172052A1 — publié le 19730928

La présente invention concerne un procédé de construction de bâtiments à étages permettant une utilisation rationnelle et économique du béton armé. On sait que dans le domaine des travaux publics, les ingénieurs con çoivent des ouvrages pendant que les architectes tentent d'en tirer un parti harmonieux. Dans le bâtiment, l'ingénieur doit construire une structure dans un cadre architectural imposé. Seul, le secteur social a permis de faire appel à des procédés de préfabrication lourde ou de mise en oeuvre industrielle dans le but d'abaisser les coûts mais souvent au détriment de l'habitabilité et de l'esthétique. Dans les immeubles à appartements de luxe ou de bureaux notamment, la nécessité d'abaisser les prix de revient ne s'est pas faite sentir au point que des recherches aient été faites pour simplifier les ossatures qui restent actuellement très complexes et onéreuses. C'est la raison pour laquelle ont été entreprises des études de formules nouvelles, nécessitant une certaine adaptation de l'architecture. Le procédé selon l'invention présente de tres grands avantages en comparaison aux procédés connus actuellement. Les deux considérations suivantes sont à la source de la présente invention. a) - Le coût d'une ossature en béton est d'autant plus élevé que les portées sont grandes. b) - En façade, les grandes pieces et les petites pièces peuvent être suivant le besoin alternées d'un étage à l'autre. Les grandes pieces,(salles de séjour, de réunions, bureaux directoriaux ...) occupent généralement une surface approximativement égale à celles des petites pièces (chambres, cuisines, bureaux dactylos, archives ...) qui leur sont superposées. Le procédé selon l'invention permet de concevoir des ouvrages de qualité comportant des pièces ayant une largeur de façade relativement grande de l'ordre de cinq à six mètres, la mise en oeuvre de tels ouvrages pouvant être réalisée avec des capitaux relativement modestes. Ledit procédé peut également être employé en combinaison avec les procédés connus à ossature, constituée par des poteaux et des poutres, ou par des voiles porteurs en béton armé. A cet effet le procédé de construction de bâtiments à étages selon l'invention, comportant une ossature constituée par des poutres et des poteaux en béton armé, ou par des voiles en béton armé perpendiculaires aux façades et délimitant des cellules, laquelle ossature est disposée suivant une trame d'un pas déterminé, est caractérisé en ce que les pièces principales d'un desdits étages, dont les dimensions de façade définissent un module dont le pas est différent de celui de la trame de ladite ossature, sont obtenues en supprimant sur la hauteur dudit étage, lesdites poutres ou lesdits voiles prévus dans lesdites pièces principales, et en suspendant leur plancher haut à des voiles situés à l'étage supérieur suivant ladite trame de ladite ossature. Selon un mode de réalisation, lesdits voiles situés audit étage supérieur auxquels est suspendu le plancher haut de l'étage dont les poutres et les voiles ont été supprimés sont dans le prolongement desdits voiles ou desdites poutres supprimées. Selon un autre mode de réalisation, quelle que soit la trame de ladite ossature, on crée audit étage supérieur le maximum de voiles auxquels est suspendu le plancher haut de l'étage dont on a supprimé le maximum de poutres et de voiles en ne conservant cependant que celles ou ceux, indispensables à la stabilité de l'ouvrage. Chacun desdits voiles dudit étage supérieur est selon un mode de realisation,constitué à sa partie inférieure par une poutre en T préfabriquée, dont les ailes s incorporent audit plancher haut dudit étage dont lesdites poutres ou lesdits voiles ont été supprimés et dont l'âme constitue la partie inférieure dudit voile auquel est suspendu ledit plancher haut dudit étage. Ces voiles sont à mince paroi, d'une épaisseur inférieure a dix centimètres et travaillent à la flexion. La superposition verticale des éléments de grande portée est en fait obtenue par l'interposition d'éléments de portée moindre. Ce qui revient en effet, pour une application dudit procédé, d'établir les plans de deux étages courants, dont l'un sera établi en fonction de la répartition des pièces de grande largeur de façade suivant une trame déterminée et dont l'autre tiendra compte de la répartition suivant une autre trame ou module des pièces de moindre largeur. On sait par ailleurs que généralement lors de l'établissement des plans d'un ouvrage à plusieurs étages l'architecte dresse le plan d'un étage type qui détermine la répartition des pièces et des dépendances dudit étage. Ledit plan définit généralement la répartition des pièces des étages du deuxième à l'avant dernier, ou même au dernier niveau. Cet étage type est appelé "étage courant". Dans le cas le plus général de l'application du procédé, il pourra ê- tre établi les plans de deux étages courants. Toutefois, aucune obligation ne contraint à limiter le nombre des étages courants. Par exemple une construction constituée par de très nombreux niveaux pourra en comporter plusieurs. Selon un cas particulier de l'application du procédé, une salle de séjour peut se trouver par exemple au-dessus d'une chambre et d'une cuisine, de même une salle de réunion peut se trouver au-dessous d'un bureau et d'une pièce de dactylo. Dans ces deux cas, lesdites salles de séjour et de réunions pouvent avoir une largeur de façade égale à la somme des largeurs de façade des deux pièces de moindre largeur qui leur sont superposées.Généralement, il y a interruption de cloisons porteuses et ceci est réalisé en béton armé de la façon suivante: Alors que les voiles porteurs classiques sont armés principalement dans le sens vertical et travaillent à la compression, avec si nécessaire des parties saillantes dites "raidisseurs", les voiles utilisés dans le procédé selon l'invention sont armés horizontalement et sont soit liés à des poteaux verticaux situés dans leur plan vertical, soit reposent sur des poutres horizontales qui leur sont perpendiculaires. Ces voiles travaillent ainsi à la flexion, sont en outre accrochés au plancher supérieur de l'étage dont les poutres ou les voiles ont été supprimés, et servent de suspente au plancher inférieur dudit étage. Lesdits voiles s'étendant sur la hauteur d'un étage à laquelle s'ajoute l'épaisseur des deux planchers formant talon et table de compression, ont un fort momentdsinertie- I1 n'est de ce fait pas nécessaire de prévoir un voile de forte épaisseur ni d'importantes sections d'acier entrant dans la composition dudit voile, l'ensemble constituant ainsi une poutre en I. En terrasse par contre, lesdits voiles qui devraient se situer audessus sont interrompus. Ils ne supportent plus qu'un plancher mais leur hauteur est réduite à la hauteur d'acrotère. Ils doivent être épaissis, armés en conséquence et quelquefois traversés par des fourreaux de manière à assurer l'évacuation des eaux pluviales. Dans les hauteurs de sous-sols, le mode constructif selon l'invention peut être poursuivi. Tel est le cas où l'on a besoin en sous-sol, à côté de petites pièces formant caves, de grandes pièces telles que remise de magasin, salle de coffres de banque, grandechaufferie ou autre ..... En effet, il est fréquent de constater dans les immeubles résidentiels ou de bureaux mis en oeuvre par des procédés connus et qui comportent des garages en sous-sol, une débauche de béton armé absolUment inacceptable ; ceci étant dû au fait que l'on veut superposer deux modes de construction différentes : une ossature immeuble et une ossature garage. Le procédé selon l'invention procure l'avantage essentiel pour la mise en oeuvre des différentes parties d'un bâtiment à étages de réaliser ce dernier selon un mode d'exécution qui permet toutes possibilités en fonction des impératifs de l'ouvrage. On comprendra mieux l'invention en se reportant à la description qui va suivre donnée exclusivement à titre d'exemple non limitatif ainsi qu'au dessin annexé sur lequel - La figure 1 est une vue en coupe verticale schématique de deux étages d'une construction à ossature en béton armé suivant un mode d'application dudit procédé selon l'invention. - La figure 2 est une vue en coupe suivant II - II d'un voile selon ledit procédé, ledit voile étant lié à des poteaux. - La figure 3 est une vue en coupe suivant III - III d'un voile selon l'invention,ledit voile étant lié à des poteaux. - La figure 4 est une vue en coupe suivant IV - IV d'un voile selon l'invention,ledit voile étant lié à des poteaux. - La figure 5 est une vue en coupe suivant V - V d'un voile selon l'invention, ledit voile reposant sur deux poutres. - La figure 6 est une vue en coupe suivant VI - VI d'un voile selon l'invention, ledit voile reposant sur deux poutres. - La figure 7 est une vue en coupe suivant VII - VII d'un voile selon l'invention, ledit voile reposant sur deux poutres. - Lafigure 8 est une vue en coupe partielle en élévation d'un étage montrant une séparation réalisée par une cloison traditionnelle prolongeant une poutre selon un procédé connu. - La figure 9 est une vue en coupe partielle en élévation d'un étage montrant une séparation réalisée par un voile suivant le procédé selon l'invention. - La figure 10 est une vue en coupe partielle en élévation de deux étages d'un immeuble, montrant un mode de réalisation suivant le procédé d'une cellule de grande dimension au moyen de coffrages tunnels. - La figure 11 est une vue de dessus en coupe d'un sous-sol d'Immeu- ble. La figure 1 représente deux étages d'une construction en béton armé réalisés suivant le procédé selon l'invention. L'étage inférieur est désigné par le repère 1, l'étage supérieur par le repère 2. Trois planchers 3 délimitent la hauteur des deux étages tandis que trois voiles porteurs 4 délimitent la trame L de l'ossature de la construction. La portée de chacun des planchers 3 entre voiles 4 de longueur L est selon un exemple de-réalisation de six mètres. Les procédés connus pour la construction de bâtiments à étages comportant des ossatures à voiles porteurs tiennent généralement compte de certains impératifs pour l'obtention de résultats favorables tant sur les plans esthétiques que sur le plan économique. Notamment les largeurs entre voiles porteurs sont environ de trois mètres ce qui amène le maître de l'ouvrage à se limiter à superposer des pièces d'égale largeur de façade. On voit sur ladite figure l'objet essentiel du procédé selon l'invention, ce dernier permettant par ce type de construction économique de prévoir des planchers de grandes dimensions en alternance un étagesur deux. C'est ainsi que tel que représenté sur le dessin chacune des deux trames comportent une grande pièce de longueur L superposée à deux plus petites de longueur par exemple L2 et inversement deux petites pièces superposées à une grande. Ce mode de réalisation suivant le procédé est original par le fait que le voile intermédiaire 5 sert à la fois de support au plancher haut par exemple de l'étage 1 et de suspente au plancher bas dudit étage. Le voile 5 ancré auxdits planchers constitue l'amie d'une poutre en I, qui est soit liée dans son plan vertical à des poteaux, soit reposée sur des poutres d'extrémités. Les charges étant ramenées au sol soit par lesdits poteaux et lesdits voiles, soit uniquement par lesdits voiles, par l'intermédiaire entr' autre desdites poutres. Les figures 2 à 7 illustrent un exemple de réalisation de ces deux modes d'exécution. Les figures 2 à 4 représentent différentes coupes d'un voile 5a lié à des poteaux d'extrémités 6. Ces derniers sont armés de manière en soi connue et comportent des fers verticaux 7 et des ligatures 8. Le voile 5a est armé pour travailler à la flexion et comporte de fortes armatures horizontales 9 en partie basse au droit du plancher bas de l'étage. Les armatures verticales 10 s'étendent sur la hauteur de l'étage et les armatures horizontales 11 s'étendent sur la profondeur de la pièce constituant ainsi un treillis composé par des fers de petite section. Ledit treillis est d'une seule pièce et contourne en 12 l'armature horizontale constituée par les fers 9. Les fils verticaux 10 sont coudés en partie haute du voile au droit du plancher haut de l'étage et s'étendent horizontalement sur une longueur répondant à des normes de calculs de béton armé en soi connues,dans ledit plancher de manière à assurer un bon ancrage dudit voile audit plancher. Les fers horizontaux 11 sont retournés à leurs extrémités à la manière de crochets et coopèrent avec les armatures verticales desdits poteaux 6. Les figures 5 à 7 représentent diverses coupes d'un voile 5b reposant sur des poutres d'extrémités 13. Ces dernières sont armees en conséquence pour travailler à la flexion. Egalement comme le voile 5a, ledit voile 5b comporte des armatures à sa partie inférieure pour travailler à la flexion. Ces armatures sont constituées par des fers de forte section 9 disposés au droit du plancher bas de lté-~ tage. Ces derniers coopèrent avec les poutres 13. L'armature du voile 5b est identique à celle du voile 5a. Elle est constituée par un treillis qui contourne en partie basse en 15 les fers horizontaux 9 et qui est composé de fils verticaux 10 et de fils horizontaux 11 formant des crochets à leurs extrémités. Ces derniers coopèrent avec des fers verticaux d'extrémité 14. Les fils verticaux 10 dudit treillis sont coudés à leur extrémité haute et s'étendent dans le plancher haut de l'étage. Comme il a été déjà mentionné dans la présente description, le procédé selon l'invention peut être utilisé non seulement dans le cas où l'architecte a recherché une alternance verticale des pièces principales afin de réduire les portées de planchers, mais également dans le cas des immeubles traditionnels où l'on désire des pièces d dimensions différentes à certains étages, ou bien encore dans le cas où l'on désire se reserver la possibilité de modifier ultérieurement certaines pièces ou tout simplement supprimer certaines cloisons. La figure 8 représente une vue en coupe partielle d'un des étages d'un bâtiment à ossature traditionnelle où la séparation de deux pièces est assurée par une cloison en briques ou en agglomérés 16 à vide d'air située dans le prolongement d'une poutre 17 supportant le plancher haut dudit étage. I1 est clair que le déplacement de ladite cloison 16 aurait pour effet de faire apparaltre ladite poutre 17 qui à moins de pouvoir être camouflée par un faux plafond et cela dans le cas où la hauteur de plancher à plafond est suffisante, ne peut être toléré principalement pour des raisons d'esthétique. La figure 9 est une vue en coupe partielle d'un étage identique d'un bâtiment à ossature traditionnelle où la séparation des deux pièces a été réalisée suivant un mode d'application du procédé selon l'invention. La cloison 16 a été supprimée et a été remplacée par un voile 18 supportant le plancher haut et servant de suspente au plancher bas dudit étage, sans pour cela nuire à l'esthétique desdites pièces.A l'étage inférieur la cloison 16 peut être primée. etre sup/ Suivant un exemple de réalisation des voiles selon ledit procédé et dans le cas notamment de la suppression de cloisons à certains étages, on a pensé à l'utilisation d'un talon préfabriqué en forme de T constituant ainsi la partie inférieure dudit voile. Ce dernier employé en combinaison avec des coffrages tunnels procure au moment de la construction de la cloison des avantages importants. Un exemple d'application est représenté à la figure 10. On voit sur cette dernière ledit talon en forme de T, 19, constitue par deux ailes 19a et d'une âme 19b. Lesdites ailes 19a sont de l'épaisseur du plancher haut de l'é- tage dont le voiles ou la cloison a été supprimé. Ladite âme 19b est de l'épais- seur du voile à obtenir. Des armatures 19c s'étendent dans le prolongement de ladite âme et desdites ailes de manière à assurer une bonne liaison avec ledit plancher et la partie supérieure dudit voile. Dans le cadre d'un bâtiment à ossature composée de voiles selon le présent procédé, on dispose à l'étage dont on désire éliminer un voile, dans le but d'obtenir une pièce d'une grande largeur de façade, des coffrages tunnels composés de châssis 20 reposant sur le plancher bas dudit étage et de tables 21 pour supporter ledit talon 19 et le futur plancher haut dudit étage ainsi que de banches latérales 22 déterminant les voiles latéraux 23 délimitant ladite pièce. La mise en place desdits coffrages et dudit talon 19 étant effectuée, on coule le plancher haut dudit étage de manière à solidariser ledit talon avec ledit plancher. La partie supérieure du voile 24 représentée en pointillés sera coulée en même temps que le plancher 25 de l'étage supérieur. La préfabrication de la partie basse dudit voile procure les avantages suivants - ménager le vide de coulage entre les deux banches inférieures situées au droit dudit voile. - permettre un meilleur coulage de la cloison elle-même. - permettre la suppression de l'étaiement sous ledit voile. - permettre le repérage de la cloison supérieure. Un autre exemple d'application du procédé selon l'invention est illustré à la figure 11 qui représente une coupe en vue de dessus d'un sous-sol aménagé en garages. Que la circulation soit centrale ou extérieure à l'immeuble, ledit procédé permet de disposer de vastes emplacements à moindre frais. Il a en effet été précédemment décrit que les pièces principales à grande largeur de façade du bâtiment étaient superposées à des pièces secondaires de moindre largeur de façade de manière que la somme des largeurs de ces dernières soit égale à la largeur desdites pièces principales. Deux parkings ou garages de largeur minimale de l'ordre de deux mètres cinquante peuvent être prévus sous une pièce principale. Cependant lesdites pièces secondaires ne sont pas généralement d'égale largeur. Nous prendrons par exemple le cas d'une cuisine d'une largeur maximale de deux mètres qui ne permet pas d'être superposée à un emplacement de voiture. Le procédé selon l'invention est alors adapté de la façon suivante et ce très économiquement. Tel que représenté à la figure 11, l'emplacement du poteau 26 situé au fond du garage n'est pas modifié. Par contre, le poteau d'entrée 27 est réaxé en 27a et pour ce, repris sur une poutre courte 28 à une distance ne dépassant pas 50 cm. d'un appui, ce qui est une condition optimale de reprise d'un poteau.Ce procédé permet d'obtenir ainsi deux accès identiques chacun de dimension suffisante pour laisser le passage à un véhicule. En résumé, les avantages du procédé selon l'invention sont les suivants 1) - Réduction des portées et de l'épaisseur des planchers pour des pièces principales à grande largeur de façade, l'épaisseur desdits planchers é tant généralement de 18 cm et plus, pouvant être diminuée et ramenée à 10 / 12 cm. Egalement, réduction de l?épaisseur des voiles séparatifs entre po teaux ou poutres, celle-ci pouvant être de 10 cm et moins alors que les voiles porteurs selon les procédés connus sont de l'ordre de 12 cm et plus. 2) - Utilisation de la préfabrication lourde ou de la mise en oeuvre industriel le permettant d'abaisser le court de la construction. 3) - Importante économie au niveau des planchers hauts des premiers sous-sols des garages, grâce à la concordance de la majeure partie des points d'ap puis de la structure et de la trame des emplacements de voitures. 4) - Eventail élargi de types d'appartements dans un immeuble d'habitation et ceci réalisé à moindre frais. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif. REVENDICATIONS 1 - Procédé de construction de bâtiments à étages comportant une ossature cons tituée par des poutres et des poteaux en béton armé, ou par des voiles en béton armé perpendiculaires aux façades et délimitant des cellules, laquel le ossature est disposée suivant une trame d'un pas déterminé, caractérisé en ce que les pièces principales d'un desdits étages, dont les dimensions de façade définissent un module dont le pas est différent de celui de la trame de ladite ossature, sont obtenues en supprimant sur la hauteur dudit étage, lesdites poutres ou lesdits voiles prévus dans lesdites pièces prin cipales, et en suspendant leur plancher haut à des voiles situés à l'étage supérieur suivant ladite trame de ladite ossature. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits voiles si tués audit étage supérieur auxquels est suspendu le plancher haut de l'éta- ge dont les poutres ou les voiles ont été supprimés sont dans le prolonge ment desdits voiles ou desdites poutres supprimés. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que,en fonction de la trame de ladite ossature, on crée audit étage supérieur le maximum de voi les auxquels est suspendu le plancher haut de l'étage dont on a supprimé le maximum de poutres ou de voiles en ne conservant cependant que celles ou ceux indispensables à la stabilité de l'ouvrage. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites poutres ou lesdits voiles sont supprimés un étage sur deux. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chacun desdits voiles dudit étage supérieur est constitué à sa partie inférieure par une poutre en T préfabriquée, dont les ailes s'incorporent audit plancher haut dudit étage dont lesdites poutres ou lesdits voiles ont été supprimés et dont l'rame constitue la partie inférieure dudit voile auquel est suspendu ledit plancher haut dudit étage. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits voiles auxquels est suspendu le plancher haut de l'étage dont lesdites poutres ou lesdits voiles ont été supprimés, travaillent à la flexion et peuvent être d'une épaisseur inférieure à dix centimètres.