Brevet FR2190990A1 — publié le 19740201

L'invention a pour objet un immeuble. On a proposé de fabriquer en usine des éléments volumiques dont l'assemblage sur le chantier permet I'édification d'un immeuble. Ces éléments volumiques, dont les dimensions maximales sont imposées par les possibilités de transport, sont constitués par des corps creux limités par des panneaux ou des poteaux en béton. Ces éléments volumiques sont pour la plupart extrêmement lourds et de transport difficile. En outre, il est difficile d'édifier des immeubles multi-étages à partir de ces éléments volumiques parce que, ou bien ceux-ci ont un poids considérable, ou bien leurs qualités de résistance aux efforts horizontaux dus au vent ou rés tant de séismes sont très limités. L'immeuble selon l'invention part d'une conception totalement différente en tirant parti, pour conférer à l'immeuble la résistance aux efforts horizontaux qui peuvent s'exercer sur ses façades, non pas de la résistance propre de chaque élément volumique, mais d'un contreventement qui est obtenu par l'assemblage desdits éléments volumiques entre eux, dont la constitution est prévue pour assurer la transmission des efforts horizontaux jusqu'à des structures verticales réparties à distance dans l'immeuble suivant une technique analogue à celle utilisée dans les constructions métalliques. L'élément caractéristique de l'invention a alors une constitution particulière, distincte de celle des éléments de construction volumiques connus. I1 est constitué essentiellement par une dalle inférieure de béton armé, de forme générale rectangulaire, aux angles desquels sont fixés des poteaux métalliques tubulaires carrés de section relativement faible, suffisante pour la transmission des charges verticales provenant des éléments volumiques sus-jacents mais non pour la résistance aux efforts à composante horizontale, des panneaux verticaux étant interposés entre lesdits poteaux pour compléter la cellule, ouverte à sa partie supérieure, et propres en principe à résister seulement aux charges horizontales qui s'exercent directement sur eux, par exemple sous l'effet du vent. Ainsi, ces panneaux verticaux n'ont pas un rle essentiel de transmission pour des efforts horizontaux s'exerçant sur d'autres éléments. Par contre, les dalles intérieures, de plancher, constituent, grâce à leurs liaisons mutuelles, un plan de contreventement horizontal capable de reporter l'ensemble des efforts horizontaux affectant chaque étage à des structures de contreventement verticales, ou palées, placées soit au droit de cloisons, soit au droit de pignons. L'ensemble d'un élément volumique peut être ainsi d'un poids relativement faible et être obtenu à bon marché. L'invention vise une forme de réalisation de cet élément volumique caractérisée en ce que la dalle en béton armé présente des nervures transversales d'about propres à la transmission des efforts horizontaux de traction et de compression, avec lesquelles sont solidarisés les poteaux métalliques, avantageusement par simple soudure sur un habillage métallique des angles de la dalle, permettant ainsi, par la jonction entre eux de dif férents éléments volumiques juxtaposés, avantageusement par simple soudure entre des poteaux adjacents, de constituer les membrures d'un plan de contreventement horizontal aussi résistant que s'il était constitué par une dalle unique dont les dimensions ne pourraient cependant permettre le transport depuis une usine jusqu'au site d'érection de l'immeuble. L'invention vise également un mode d'exécution suivant lequel la dalle présente, en outre, une nervure transversale médiane avec des moyens pour sa liaison par soudure à des dalles adjacentes, la transmission des efforts tranchants obtenue par ces jonctions permettant d'obtenir un bon assemblage des éléments volumiques entre eux. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue en plan d'une dalle faisant partie de l'élément volumique selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1, mais à plus grande échelle - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1, mais à plus grande échelle ;; - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 1, mais à plus grande échelle - la figure 6 est une vue perspective, encore à plus grande échelle, d'un angle de dalle équipée d'un poteau - la figure 7 est une vue en coupe verticale de angle d'une dalle munie d'un poteau - la figure 6 est une vue perspective, encore à plus grande échelle, d'un angle de dalle équipée d'un poteau - la figure 7 est une vue en coupe verticale de l'angle d'une dalle munie d'un poteau - la figure 8 est une vue perspective schématique d'un élé- ment volumique - la figure 9 est une vue perspective de deux dalles adjacentes avec des moyens d'assemblage - la figure 10 est une vue en coupe suivant la ligne 10-10 de la figure 9 ;; - la figure il est une vue schématique en plan dtélément8 volumiques assemblés - la figure 12 est une vue en coupe horizontale de deux parties de dalles adjacentes montrant leur liaison par l'intermé- diaire de leurs poteaux la la figure 13 est une vue très schématique d'une structure d'immeuble selon l'invention. L'élément selon l'invention comprend une dalle 11 (figure 1), en béton armé, qui comprend un corps de dalle plat 12, relativement mince, bordé par des nervures longitudinales 13 et 14 et des nervures transversales 15 et 16 de même hauteur formant ainsi une ceinture continue, lesdites nervures présentant des armatures comme montré en 17, 18 (figure 2) et des étriers 19 (figure 3), et le corps 12 contenant un ferraillage 20. La dalle comporte en outre une nervure transversale médiane 21 qui peut être de hauteur plus faible que les nervures 13-16. La dalle est de forme générale rectangulaire, et peut, par exemple, avoir une dimension longitudinale de l'ordre de 9,60 m et une dimension transversale de l'ordre de 2,40 m, sans que ces indications numériques aient un caractère limitatif, la hauteur des nervures périphériques étant de 46 cm et la hauteur de la nervure transversale étant de 20 cm. En chacun de ses angles, la dalle présente un décrochement 25 (figure 6) qui sert au logement d'une applique métallique 26. Celle-ci, qui a la hauteur de la nervure périphérique, comporte deux branches rectangulaires 27 et 27' se prolongeant par deux ailes perpendiculaires 28 et 29. L'aile 28 est logée dans un embrèvement 30 de la face 31 de la nervure, de sorte que la surface 32 métallique prolonge la surface 31 en béton. De même, la surface 33 de l'aile 29 prolonge la surface 34 de la nervure perpendiculaire. Dans le décrochement 25 est logé un poteau tubulaire 35, à section carrée, en acier, dont l'épaisseur de paroi est de l'ordure de 4 mm, la face 36 du poteau étant appliquée contre. la branche 27 et la face adjacente 37 contre la branche 27' de l'applique métallique, la largeur de chacune des faces du poteau étant de l'ordre de 10 cm. L'autre face 38 du poteau, adjacente à la face 36, est dans le prolongement de la surface 32 de l'aile 28 et la quatrième face 39 du poteau est dans le prolongement de la surface 33 de l'aile. 29. Le contour de l'élément volumique est ainsi exactement inscri ,dans celui d'une dalle rectangulaire dans laquelle on n'aurait pas pratiqué de décrochements. La solidarisation du poteau avec la dalle se fait par soudure entre, d'une part, la face 36 du poteau et la branche 27 et, d'autre part, la face 37 du poteau et la branche 27'. La largeur de la soudure, qui règne sur toute la hauteur de l'applique, peut être de l'ordre de quelques millimètres. Sur la face interne 40 (figure 7) d'une branche 26 peut avantageusement être fixé un acier rond 41 dont les extrémités 42 sont soudées sur la branche 26 et dont la partie incurvée 43 est noyée à l'intérieur du béton 44 de la nervure et ainsi réalise l'accrochage de l'applique dans le béton. La branche 27 est avantageusement munie également d'un tel moyen d'accrochage. Un élément volumique selon l'invention comprend ainsi une dalle rectangulaire 11 en béton armé, à chaque angle de laquelle sont érigés des poteaux tubulaires, de section relativement faible, 51, 52 et 53, 54 (figure 8) ne faisant pas saillie par rapport aux faces externes 55, 56 et 57, 58 de la dalle. Entre les poteaux sont disposés des panneaux légers 59, 60 et 61, 62 éventuellement, à la partie supérieure l'élément volumique comprend un panneau horizontal 63 jouant le rôle de faux plafond. Un tel élément volumique est relativement léger et d'un encombrement qui permet son transport par des véhicules routiers d'un gabarit non exceptionnel. Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 9, les faces longitudinales 58 et 57 de la dalle présentent, au droit de la nervure transversale 21, des embrèvements respectivement 64 et 65 (figure 10) pour le logement d'une branche 66 d'une cornière 67 dont l'autre branche 68 est de niveau avec la face supérieure 69 de la dalle grâce à un embrèvement 70 prévu dans cette dernière. De même, la face 57 de la dalle est garnie d'une cornière 71 dont l'aile 72 est coplanaire avec ladite face et dont l'autre aile 73 est coplanaire avec la face supérieure 69. Pour constituer un étage d'immeuble, un certain nombre d'éléments volumiques sont mis côte à cate. On a montré ainsi sur la figure Il des éléments volumiques 74-1, 74-2 ... 74-n dont les dalles 11 sont juxtaposées par leurs faces longitudinales 57, 58. Les poteaux adjacents 75-1, 75-2 (figure 12) de deux dalles sont, à leur base, reliés par une plaquette 76 soudée sur les faces transversales internes 77-1, 77-2 des poteaux. Il en est de même pour tous les poteaux adjacents des éléments volumiques. Sn outre, on relie les éléments volumiques adjacents par l'intermédiaire de leurs cornières médianes adjacentes. On a ainsi montré sur la figure 9 une soudure 81-1-2 interposée entre l'aile 72-1 de la cornière 71-1 de l'élément volumique 74-1 et l'aile 66-2 de la cornière 67-2 de élément 74-2. Les efforts horizontaux auxquels sont soumis les éléments volumiques, lorsque la construction est terminée, sont transmis par les nervures, et les plaquettes 76 sont propres à résister aux efforts de traction et de compression qui peuvent s'exercer parallèlement aux nervures transversales. Les efforts tranchants tendant à faire glisser longitudinalement les dalles les unes contre les autres sont supportés sans difficulté par les cornières adjacentes et soudées 67-71. Tous les efforts horizontaux s'exerçant sur l'une ou les façades d'un immeuble comportant plusieurs étages constitués chacun par une ou plusieurs files d'éléments volumiques comme représenté sur la figure 13 peuvent ainsi sans difficulté être reportés sur des palées comme montré en 91 et 92 dans le sens longitudinal et qui comportent des éléments d'ossature verticaux 93 et 94 si nécessaire plus résistants que les poteaux d'un élément volumique courant ainsi que des éléments diagonaux 95-96 et cela jusqu'aux fondations 97 suivant un principe utilisé dans la construction métallique; les efforts horizontaux perpendiculaires sont de même transmis jusqu'à des palées 98 et 99 perpendiculaires aux palées 91 et 92 et qui, elles aussi, comprennent des éléments d'ossature verticaux si nécessaire plus résistants 101 et 102 et des éléments diagonaux 103 et 104 qui transmettent des efforts finalement jusqu'aux fondations. On peut ainsi construire des immeubles à nombreux étages constitués par l'assemblage d'éléments volumiques légers, transportables, bon marché, dont chaque étage comporte un plan de contreventement obtenu par les différentes dalles juxtaposées des différents éléments volumiques et assemblées entre elles comme il a été indiqué de manière à pouvoir transmettre les efforts horizontaux jusqu'à des palées verticales en petit nombre qui transmettent les charges provenant desdits efforts horizontaux jusqu' aux fondations, l'ensemble de l'immeuble ayant ainsi une résistance suffisante pour pouvoir supporter les vents les plus violents et, éventuellement, les secousses sismiques, l'ensemble de la construction étant cependant d'un faible poids et d'un prix de revient réduit. Les panneaux verticaux des éléments volumiques ne participant pas au contreventement, il est possible, par la juxtaposition d'éléments volumiques selon l'invention, de ménager à l'intérieur des immeubles des salles ou des halls de dimension pratiquement non limitée, ce qui permet la plus grande liberté pour l'architecte dans la conception d'un plan d'habitation ou d'utilisation. REVENDICATIONS 1. Elément volumique de construction en forme générale de parallélépipède rectangle, caractérisé en ce qu'il est constitué par une dalle rectangulaire en béton armé à nervure périphérique et en des poteaux métalliques à section carrée soudés aux angles de la dalle sur des appliques métalliques que présentent ceux-ci, les faces externes des poteaux étant dans le prolongement des faces externes de la dalle, et les poteaux étant à extrémités libres. 2. Elément volumique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'applique métallique à l'angle d'une dalle est solidaire d'un organe d'accrochage dans le béton de la dalle. 3. Immeuble pluri-étages, caractérisé en ce qu'il est constitué par la juxtaposition et la supérposition d'éléments volumiques selon l'une des revendications 1 et 2, les éléments volumiques juxtaposés d'un étage étant reliés entre eux par l'intermédiaire de leurs poteaux métalliques adjacents. 4. Immeuble selon la revendication 3, caractérisé en ce que deux dalles contiguës d'éléments volumiques adjacents sont également reliées entre elles dans la partie médiane de leurs nervures longitudinales au droit des nervures transversales. 5. Immeuble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la jonction entre deux poteaux métalliques est effectuée par l'intermédiaire de plaquettes longitudinales à cheval entre deux poteaux et soudés à ceux-ci. 6. Immeuble selon l'une quelconque des'revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte de place en place des palées verticales à éléments diagonaux pour la tranmission des forces horizontales jusqu'aux fondations. 7. Immeuble selon la revendication 6, caractérisé en ce que des palées sont prévues suivant deux directions perpendiculaires.