Brevet FR2167459A1 — publié le 19730824

L'invention se rapporte à une ossature pour bStiments divers et notaient pour des ateliers, des hangards de stockage, des locaux commerciaux de grandes dimensions, ossature du type de celles composées d'une pluralité de portiques reliés par des éléments de liaison. L'utilisation de béton armé pour la réalisation d'ossatures a toujours intéressé les utilisateurs et les mattres d'oeuvres en raison de l'absence d'entretien, de la bonne tenue au feu et de l'imputrescibilité qui caractérisent le béton armée Malgré ces avantages, le béton armé est relativement peu utilisé pour constituer des ossatures de bâtiments et cela par le fait de son cott souvent élevé par rapport aux ossatures métalliques0 La présente invention a pour but de fournir une ossature en béton qui, en raison m8me de sa constitution, a un prix de revient très compétitif par rapport à celui des ossatures traditionnelles. Cette ossature est caractérisée en ce que chaque portique est composé de deux demi-portiques s'arc-boutant l'un sur l'autre, avec interposition dune clef de voûte constituant articulation, et reposant chacun sur leur appui inférieur avec interposition de moyens constituant une articulation unidirectionnelle leur permettant de pivoter transversalement. L'utilisation de demi-portiques préfabriqués évite le montage et l'tniobilisation d'échafaudages importants, permet une diminution du cotit des coffrages par un meilleur amortissement des moules et participe à la réduction des délais d'exécution. En outre, la préfabrication sur le chantier libère des sujettions de poids et de dimensions liées au moyen de transport et permet de concevoir et de fabriquer des pièces importantes ne demandant qu'un petit nombre d'assemblage et conduisant à un montage économique et rapide Enfin, l'utilisation de demi" portiques ne nécessite pas, pour assurer le contreventement du bâtiment, d'encastrer les poteaux sur leur fondation.Cela entraxe des économies importantes sur le cott des fondations, notamment lorsque le terrain ne présente pas une très bonne résistance. De plus, le fait de prévoir sur chaque portique trois articulations simplifie son assemblage et permet d'obtenir une cadence de montage élevée Ces articulations donnent également aux portiques une certaine souplesse qui leur permet d'accepter sans dommage un tassement différentiel des appuis. Dans une forme d'exécution de l'invention, chaque demiportique présente, dans sa zone appui sur sa semelle, une face convexe formant articulation0 Ainsi, chaque demi-portique peut pivoter transversalement d'un angle assez important, dans la phase de montage, mais aussi ultérieurement. Dans une autre forme d'exécution, ltextrémité inférieure de chaque demi-portique est encastrée dans une chape formée à la partie supérieure d'une semelle dont la base a une surface d'appui déterminée en fonction de la plastification du terrain et afin d'assurer un appui stable longitudinalement mais permettant un pivotement transversal. Dans ce cas, le pivotement de chaque demi-portique est assuré exclusivement par le tassement du terrain et ne peut s'effectuer que sur un angle plus faible, mais suffisant pour participer à l'amélioration de la répartition des efforts reçus par le portique. Avantageusement, chaque demi-portique présente à sa base un alésage sensiblement vertical apte à etre engagé sur un goujon vertical de positionnement saillant de la semelle correspondante. La présence des goujons, qui sont parfaitement positionnés sur les semelles, simplifie considérablement la mise en place des portiques et permet d'obtenir des tolérances de montage très réduites0 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette ossature de bâtiment; dans le cas de sa réalisation au moyen d'éléments en béton armé0 Figures 1 et 2 sont des vues de face en élévation montrant cette ossature, respectivement, à l'état monté et en cours de montage ; Figures 3 et 4 sont des vues partielles à échelle agrandie des détails indiqués par III et IV:: à la figure I ; Figure 5 est une vue en perspective montrant schématiquement une forme de réalisation de -I'ossat;ure obtenue ; Figures 6 et 7 sont des vues partielles et à échelle agrandie correspondant à-la-figure 3 et montrant deux variantes de réalisation des moyens formant la clef de votte Figure 8 est une vue partielle et à échelle agrandie, correspondant à la figure 4 et montrant une variante de réalisation de la semelle ; Figure 9 est une vue en coupe suivant 9-9 de figure 8 ; Figure 10 est une vue de ctt en élévation montrant une variante de réalisation des demi-portiques. Cette ossature est constituée par une pluralité de portiques du type de celui représenté à la figure 1. Chaque portique est composé de deux demi-portiques 2a, 2b présentant chacun une partie sensiblement verticale , formant pilier, solidaire d'une partie 4 dont la face supérieure est inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle a. Eventuellement, la partie 4 se prolonge au-delà du pilier par une partie 2 formant auvent. L'extrémité libre de la partie 4 comporte, comme montré plus particulièrement à la figure 3, un logement 6 apte à recevoir une clef de votte 7. Enfin, l'extrémité inférieure de chaque pilier 2 devant venir reposer sur une semelle 8 présente une face convexe 2 couve montré plus particulièrement à la figure 4. De cette face convexe 9 débouche un alésage 10 apte à autre engagé sur un goujon vertical 12 faisant saillie de la semelle 8 correspondante. Chaque deni-portique 2a ou 2b est préfabriqué sur le chantier pendant la réalisation des terrassements et des fondations. Il est arisé au moyen de fers 13, représentés de façon schémati- que à la figure 1. Simultanément, le niveau supérieur des semelles de fondation et la position des pieds de chaque portique, donc la position de chaque goujon 12, sont définis avec précision avec des appareils topographiques. Dans une forme de mise en oeuvre, chaque demi-portique est amené par une grue, non représentée, sur un appareil de pontage 14 représenté schématiquement à la figure 2. Lorsque les deux deii-portiques 2a et 2b reposent par leur extrémité supérieure sur le bord de l'appareil de montage 14 alors en position surélevée, la partie supérieure de cet appareil est télescopée vers le bas dans le sens de la flèche 15 Jusqu'à ce que les deux extrémités des deux demi-portiques soient au voisinage l'un de l'autre. Durant cette phase, la clef de volte 7, de forme générale cylindrique, est insérée dans les logements 6.A la fin de cette opération, les deux demi-portiques 2a et 2b s'arc-boutent l'un sur l'autre par l'intermédiaire de la clef de voûte 2, comme montré à la figure ld Pendant la mise en place d'un autre portique, l'alésage 10, ménagé dans chaque pied des demi-portiques 2a et 2b, est rempli par un ciment, tandis qu'une couche de polystyrène expansé 16 est interposée entre la face convexe 2 de chaque pied et la face appui correspondante de la semelle0 Il est à noter que ces deux matériaux sont mis en place de façon à ne pas s'opposer à la rotation du pied par rapport à la semelle 8, dans le sens de la flèche 110 Il ressort de ce qui précède que, lorsque le portique est mis en place, les deux éléments 2a et 2b le constituant s'appuient l'un sur l'autre par l'articulation constituée par la clef de volte 2 et cela grace à leur poids propre, et reposent sur leur semelle respective par l'intermédiaire des faces convexes constituant également articulations. Il est à noter que, dans une autre forme de mise en oeuvre, les deux demi-portiques, constituant chaque ferme, sont amenés, montés et positionnés au moyen de deux grues indépendantes, ce qui évite l'utilisation d'un appareil de montage. Lorsque chaque portique est mis en place, il est haubanné provisoirement puis relié aux autres portiques déjà posés par des éléments de contreventement, par exemples par des poutres longitudinales également préfabriquées, par des fers en croix 21, comme montré figure 5, ou par un remplissage rigide en maçonnerie. Les pannes métalliques ou en béton, armé ou précontraint, sont ensuite fixées notamment par boulonnage sur des chevilles disposées à la préfabrication sur les portiques.Enfin, la couverture, constituée par exemple par des plaques de fibrow ciment, est posée et l'intervalle entre les piliers de chaque demi-portique est comblé par un matériau de remplissage, tel que des parpaings, dans la mesure où les éléments de contreventement ne sont pas déjà constitués par un matériau de remplissage. Bien que ces portiques soient en béton, armé ou éventuellement précontraint, ils ne conduisent pas à une construction onéreuse en raison du temps qu'ils font gagner par leur montage et, en particulier, gracie à la présence des trois articulations de chaque portique. Il faut enfin remarquer que le poids des portiques n'est absolurent pas un handicap pour les fondations. En effet, alors que dans les ossatures traditionnelles, constituées par des charpentes métalliques ou en bois associées à des remplissages de façades en bardage léger, il est indispensable de surdimensionner les fondations pour satisfaire les conditions de stabilité au soulèvement aux vents extrêmes dans le système selon l'invention, le poids propre de chaque demi-portique est suffisant pour s'opposer au soulèvement. Une telle ossature peut autre utilisée pour construire des ateliers et hangards, des locaux commerciaux et toute structure industrielle0 Comme montré à la figure 5, l'ossature ainsi constituée ne nécessite des contreventements de versants 21 qu'entre les portiques de pignons 18 et le premier portique suivant ?q, Bien entendu, le portique de pignon 18 peut ttre garni par un matériau de remplissage 20 pour constituer mur pignon. Dans une autre forme d'exécution de l'invention, montrée à la figure 6, l'un des demi-portiques, en l'occurrence celui 2bs comporte à son extrémité supérieure un tenon cylindrique 229 tandis que l'autre demi-portique 2a comporte un logement semicylindrique 23 apte à recevoir le tenon précités Ce mode de construction, permettant d'assurer également lXarticulation dans la zone d'arc-boutement des deux demi-portiques, simplifie la construction et le montage de ces derniers. Dans une variante de réalisation, montrée à la figure 7, le plan de joint PI des deux demi-portiques est décalé angulairement par rapport au plan médian vertical P2 de la fermez De la sorte, il est possible de former, à la partie supérieure du demi-p ort i- que 2b comportant le tenon 22, une face d'appui 24 sensiblement horizontale et destinée à permettre la mise en place d'une seule panne laitière 25. Il faut remarquer que, dans tous les cas, et en vue de permettre une certaine mobilité à l'articulation constituée soit par la clef de vote cylindrique 7 et les logements cylindriques 6, soit par le tenon 22 et le logement semi-cylindrique 23, les faces extrêmes des demi-portiques ne viennent pas en contact mais, au contraire, sont séparées par un jeu J. Dans une autre forme d'exécution de l'extrémité inférieure de chaque demi portique, celle-ci comporte une surface plane 26 et est encastre dans une semelle 27 dont la partie supérieure est constituée par une chape 28 et dont la base 29 présente une dimension transversale 1 bien inférieure à sa dimension longitudinale L0 Comme dans le cas de la forme d'exécution représentée à la figure 4 le positionnement du demi-portique est assuré par un goujon vertical 12 s'engageant dans un alésage 10 ultérieurement rempli de ciment0 Dès que le demi-portique est mis en place dans la chape 28, l'intervalle, séparant son extrémité inférieure des faces de la chape 28, est comblé par un béton de remplissage )0. De la sorte, la base de chaque demi-portique est liée efficacement à la semelle 22. Dans ce cas, la mobilité angulaire de l'extrémité inférieure de chaque demi-portique,dans le sens de la flèche 11 de figure 8, est assurée en jouant sur la plastification du terrain 32 sousjacent, Bien entendu, cette articulation n'est rendue possible qu'en donnant à la dimension transversale 1 de la semelle 22 une dimension déterminée en fonction de omette plastification. En raison de sa grande longueur dans le sens longitudinal, la semelle 27 s'oppose à tout pivotement du portique de part et d'autre de son plan vertical. De plus, le fait que 11 extrémité inférieure de chaque demi-portique soit encastrée dans la semelle 22 permet de supprimer les contreventements sur longs pans. Il est évident que ce mode de construction ne se limite pas, comme cela vient d'strie décrit, aux portiques constitués par deux éléments symétriques ou sensiblement symétriques, mais englobe, au contraire, tout portique composé de deux éléments. C'est ainsi, comme montré figure 10, que la construction selon l'invention peut hêtre utilisée sur un portique dont l'un des éléments est contrecoudé en 22 pour former une ferme de type "sheed"0 Comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes dtexécution de cette ossature qui ont été décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation dans lesquelles les articulations seraient constituées par des moyens équivalents à ceux décrits ci-dessus. ~ REVEIDICADIONS 1. - Ossature pour btiments divers du type de celles composées d'une pluralité de portiques reliés par des éléments de liaison, caractérisée en ce que chaque portique est composé de deux demi-portiques s'arc-boutant l'un sur l'autre,avec interposition d'une clef de volte constituant articulation, et reposant chacun sur leur appui inférieur avec interposition de moyens constituant une articulation unidirectionnelle leur permettant de pivoter transversalement. 2. - Ossature selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque demi-portique présente, dans sa zone d'appui sur sa semelle, une face convexe formant articulation. 3. " Ossature selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'extrémité inférieure de chaque demi-portique est eneastrée dans une chape formée à la partie supérieure d'une semelle dont la base a une surface d'appui déterminée en fonction de la plastification du terrain et afin d'assurer un appui stable longitudinalement mais permettant un pivotement transversal0 4. " Ossature selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque demi-portique présente, à sa base, un alésage sensiblement vertical apte à autre engagé sur un goujon vertical de positionnement saillant de la semelle correspondante. 5. - Ossature selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que la clef de volte, constituant articulation, est constituée par un corps cylindrique partiellement encastré dans des logements ménagés aux extrémités supérieures de chaque demi-portique. 6. " Ossature selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que la clef de volte constituant articulation est constituée par un tenon cylindrique formé à l'extrémité supérieure de l'un des portiques et apte à s'engager dans un logement semi-cylindrique ménagé à l'extrémité supérieure de 1 'autre demi-portique.