Brevet FR2168974A1 — publié le 19730907

La présente invention concerne une structure de bâtiment. Dans un premier aspect, elle concerne une structure de plancher et, plus précisément, une structure de plancher du type comportant un réseau horizontal de poutres parallèles portant des dalles préfabriquées constituant la surface du plancher. Dans un second aspect, elle concerne une structure apte à porter cette structure de plancher. Un but de l'invention est de fournir une structure de plancher dans laquelle les poutres porteuses soient comprises dans l'épaisseur du plancher, cette absence de retombée des poutres procurant dans les bâtiments à plusieurs niveaux une liberté totale pour la disposition des cloisons du niveau situé sous le plancher. Un autre but de l'invention est de fournir une structure de plancher qui puisse titre portée par des porteurs verticaux ponctuels, au moins à la périphérie de la structure, de façon à libérer la façade du bâtiment de toute contrainte structurelle. L'invention vise aussi à fournir une structure de plancher et une structure porteuse de la structure de plancher qui constituent un système mixte métal et béton armé ou matériau analogue tel que l'on obtienne la meilleure économie de structure dans le cadre dtune technologie adaptée aux immeubles bas. Ces buts sont atteints, selon 11 invention, par le fait que le réseau de poutres horizontales est constitué de profilés métalliques d'un type comportant une semelle inférieure, par le fait que les dalles de plancher sont constituées par des blocs en forme de bacs à ouverture rectangulaire disposés renversés avec, chaque fois, deux côtés opposés prenant appui biunivoquement sur les semelles inférieures de deux profilés en vis à vis. Les blocs sont en béton ou en matériau utilisable en construction au même titre que le béton. Dans une réalisation, il est préconisé en outre que lesdits cOtés du bac se terminent en retrait du niveau inférieur du bac renversé dans une mesure telle que la sous-face de ces semelles affleure ce niveau ou soit en retrait de ce niveau, ce qui facilite la mise en place d'un faux-plafond filant sous la totalité du plancher. En pratique, on utilisera de préférence des bacs nervurés ayant une épaisseur de dalle qui peut & re réduite au minimum selon les besoins, par exemple 5 cm, une hauteur horstout de 25 à 50 cm, une portée (distance entre côtés opposés devant reposer sur les semelles) de 180 à 540 cm, et une largeur (distance entre les deux autres c8tés opposés) qui soit un multiple du module de la trame, dans le cas d'une structure modulaire, par exemple une distance de 90 à 360 cm pour un module de 30 cm. De tels bacs ont un poids de Tordre de 250 kg/m2. Dans une réalisation, on utilise des profilés spé ciaux ayant une semelle supérieure de largeur réduite par rapport à celle de la semelle inférieure (reconstitués par soudure ou laminés), qui sont étudiés pour être utilisées avec des bacs dont les côtés soutenus par les semelles de profilés sont verticaux. Dans une autre réalisation utilisant des profilés en I ou en R, les deux cOtés du bac qui sont soutenus par les semelles des profilés sont inclinés à angle obtus avec le fond du bac pour pouvoir reposer sur les semelles des profilés. La pente des côtés inclinés des bacs est par exemple de 22 à 35C par rapport à la verticale pour des profilés en I (profil normalisé ou profil européen) et de 27 à 50 par rapport à la verticale pour des profilés type H européen' ou autres. Les deux autres côtés du bac, dans tous-les cas, peuvent etre droits et striés de façon à permettre une solidarisation par joint mince avec les côtés des bacs contigus Les profilés sont disposés avec des entre-axes correspondant à la portée des bacs, compte tenu d'un jeu de l'ordre de 6 à 12 cm, pour les I et les R, et plus petit dans l'au- tre cas. Il est utile de disposer de profilés de longu.eurs différentes mais multiples d'un mEme module pour avoir une grande liberté dans l'élaboration du réseau de profilés. La structure de plancher peut étre portée par une structure seulement composée, conformément à un autre aspect de l'invention, de portiques assurant le contreventement transversal et de poteaux reprenant uniquement les efforts verticaux, ces portiques étant disposés parallèlement aux profilés de la structure du plancher, et ayant leurs poutres intégrées au réseau constitué par ces profilés, les poutres des portiques présentant des surfaces d'appui inférieures dans le même plan horizontal que les semelles inférieures des profilés voisins, pour servir aux mimes fins. De préférence, les portiques sont préfabriqués en béton armé et les poteaux sont métalliques et tubulaires. Les profilés de la structure de plancher sont fixés aux poteaux et aux portiques par un moyen quelconque approprié, par exemple par boulonnage. Il est commode de fabriquer des portiques de largeurs différentes pour qu'ils soient adaptés à la hauteur du bâtiment et permettent une certaine liberté de composition ar chitecturale, par exemple, des portiques de 2,70 m et de 3,60 m de largeur. La sous-face de la structure de plancher peut Btre munie d'un faux-plafond, de préférence constitué de panneaux, par exemple en plâtre, préassemblés en usine aux bacs de plancher. On décrira ci-après des réalisations de plancher et de bâtiment conformes à la présente invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel - la figure 1 est une perspective d'ensemble, avec arrachements, d'un bâtiment conforme à la présente invention - la figure 2 montre le profil caractéristique d'un profilé de structure de plancher - les figures 3 à 5 montrent une première réalisation d'une dalle de plancher conforme à l'invention à utiliser avec le profilé de la figure 2, respectivement en vue de dessus (figure 3), en coupe verticale suivant le plan b-b de la figure 3 (figure 4) et en coupe verticale suivant le plan a-a de la figure 4 (figure 5) - la figure 6 est un schéma de structure de plancher comportant des dalles selon les figures 3 à 5 - la figure 7 est une coupe verticale à travers un plancher comportant des dalles selon les figures 3 à 5, le plan de coupe étant parallèle aux profilés qui supportent les dalle s;; - la figure 8 montre le profil d'un profilé en I utilisé dans une variante de réalisation - la figure 9 représente une variante de réalisation de la dalle de plancher de la figure 4 à utiliser avec les profilés en I - la figure 10 est une vue partielle en coupe d'une variante de réalisation de dalle de plancher à utiliser avec des profilés en H - la figure 11 est une vue partielle en coupe du montage de dalles de plancher sur un portique et - la figure 12 est une vue partielle d'une variante de réalisation du montage de la figure 11. Le batiment représenté sur la figure 1 est constitué par la répétition d'une ossature élémentaire comprenant deux portiques 1, 2 disposés en enfilade et quatre poteaux 3, 4, 5 et 6 disposés à distance et dans le plan des portiques, les-poteaux et les portiques coopérant pour porter des profilés horizontaux tels que 7, 8 et 9, ces profilés constituant des couples de profilés en vis à vis qui portent des dalles de plancher 10. Cette ossature se répète dans le plan horizontal et également en hauteur selon le nombre de niveaux du bâtiment, avec en tant que de besoin des modifications locales, par exemple des ouvertures pour les communications entre les niveaux et des variations dans les dimensions de la structure. Les cloisons et aménagements divers du bâtiment ne seront pas décrits, ne faisant pas partie de la présente in invention On voit sur la figure 1 que l'ossature du bâtiment se décompose en une structure verticale de soutien constituée de portiques au centre et de poteaux distribués à la périphérie et en une structure horizontale de plancher constituée par un réseau de profilés horizontaux parallèles et de dalles de plancher portées par les profilés. La figure 2 représente un profilé spécial 17 utilisable comme profilé de structure de plancher, conformément à l'invention pour supporter des dalles telles que représentées sur les figures 3 à 7. Chaque dalle, en béton armé, a la forme d'un bac renversé i1 qui présente - un fond lia ayant l'épaisseur voulue pour constituer une table de compression, par exemple 5 cm - deux cotés opposés ilb, lic destinés à reposer sur les profilés de la structure de plancher et définissant une portée de 270 cm par exemple - deux autres cOtés opposés lld, île définissant une largeur de 90 cm par exemple - des nervures de rigidification 11f destinées également à empocher l'établissement de ponts phoniques d'un côté à l'autre des cloisons montées sous le plancher. Comme on le voit sur les figures 4 et 6, les côtés 17b, lic sont droits mais comportent au départ des talons 12, 13 dans le prolongement du fond lia. Ces côtés se terminent légèrement en retrait du plan dans lequel aboutissent les autres c8tés lid, lie et les nervures 11fo Ces autres cOtés îld, lie (figures 5 et 7) sont droits et munis d'entailles 14 facilitant la solidarisation des dalles contiguës par des joints minces dans les intervalles 15 (figure 7)o Les cOtés llb, lic des bacs reposent sur les semelles inférieures 16 (figures 2 et 6) de profilés métalliques 17 dont la semelle supérieure 18 est par exemple en forme polygonale. On voit sur la figure 6 que les talons 12, 13 ont des formes étudiées pour coopérer deux à deux afin d1épouser sensiblement le contour supérieur des semelles polygonales 18, ce qui assure une bonne répartition des efforts lorsque les joints tels que 19 entre profilés et bacs sont remplis d'une matière de liaison à liant hydraulique. On voit aussi sur la figure 6 que le retrait des cOtés tels que lic par rapport aux nervures telles que 11f cor -respond sensiblement à l'épaisseur des semelles 16 des profilés. Des appuis élastiques 20 sont éventuellement interposés entre ces cOtés et les semelles pour améliorer le contact béton sur acier et pour augmenter l'isolation phonique du plancher. On voit, sur la figure 7, que les dalles de rive Il, peuvent avoir, Si on le désire > leur côté de rive 11'd conçu pour être apparent et décoratif. Enfin, les figures 6 et 7 montrent également des panneaux de faux-plafond 21 fixés aux bacs 11 par un moyen quelconque approprié, ces fixations étant de préférence exécutées en usine. La figure 8 représente un profilé 23 en I utilisable dans une structure de plancher conformément à la présente invention, et sur la figure 9 est représentée une variante de réalisation 22 d'un bac, essentiellement caractérisée par le fait que les côtés 22b, 22c du bac qui doivent Étre soutenus par les profilés sont à angle obtus avec le fond du bac pour pouvoir reposer sur les semelles 24 des profilés. Il est à noter que ces c8tés inclinés se terminent par des faces verticales 25 qui seront donc parallèles au montant vertical des profilés en I. La figure 10 montre partiellement une réalisation dans laquelle le profilé est un profilé 26 en H et la dalle de plancher 27 comporte des cOtés tels le côté 27c, encore plus inclinés que dans le cas des dalles utilisées avec les profilés en I. La figure il est une vue agrandie de la partie su supérieure d'un portique 28, sur laquelle on voit que la poutre du portique présente des surfaces horizontales d'appui 29 servant à supporter les bacs comme les semelles inférieures des profilés de la structure de plancher. Sur la figure 11, on a supposé que les dalles de plancher 30 étaient du type de celle représentée sur la figure 9, tandis que sur la figure 12, on a représenté des dalles 31 à bord droit et cranté, avec des crans également sur les faees en regard de la poutre du portique 28', pour assurer une meilleure adhérence du mortier qui sera ensuite coulé dans les joints 32. Les côtés des bacs, le fond et les nervures des bacs peuvent comporter des échancrures ou des perforations pour le passage des réseaux (électricité, chauffage) comme par exemple les échancrures 33 représentées sur la figure 6. REVENDICA1IONS 1. Ossature de bâtiment constituée d'une structure verticale de soutien de plancher et d'une structure horizontale de plancher, caractérisée par le fait que la structure verticale est constituée de portiques en béton armé ou matériau analogue assurant le contreventement transversal et de poteaux reprenant uniquement les efforts verticaux et par le fait que la structure horizontale est constituée d'un réseau de profilés métalliques parallèles d'un type comportant une semelle inférieure, ces profilés portant des bacs préfabriqués en béton armé ou matériau analogue à ouverture rectangulaire disposés renversés pour constituer la surface du plancher, avec chaque fois deux côtés d'un bac prenant appui biunivoquement sur les semelles inférieures de deux profilés en vis à vis, les bacs contigus étant solidarisés par des joints minces dans les intervalles entre bacs et les espaces entre profilés métalliques et bacs étant remplis d'une matière de liaison à liant hydraulique, ces portiques étant disposés parallèlement aux profilés de la structure du plancher et ayant leurs poutres intégrées au réseau constitué par ces profilés, les poutres des portiques présentant des surfaces d'appui inférieures dans le meme plan horizontal que les semelles inférieures des profilés voisins, pour servir aux mêmes fins, ladite ossature constituant ainsi un système mixte métal et béton armé ou matériau analogue. 2. Ossature selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les poteaux sont métalliques et tubulaires. 3. Ossature selon la revendication i ou 2, caractérisée par le fait qu'un bac tel'que susdit a une hauteur totale de 25 à 50 cm, une distance entre côtés opposés devant reposer sur les profilés de 180 à 540 cm et une distance entre les deux autres côtés opposés de 90 à 360 cm. 4. Ossature selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'un bac comporte des nervures de rigidification servant également à empêcher l'établissement de ponts phoniques. 5. Ossature selon la revendication 3 ou 4, caractérisée par le fait que les deux côtés d'un bac qui doivent reposer sur les semelles des profilés se terminent en retrait du niveau inférieur du bac renversé dans une mesure telle que la sous face desdites semelles affleure ce niveau ou soit en retrait de ce niveau. 6. Ossature selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée par le fait que les bacs portent des panneaux de faux-plafond qui leur sont préfixés en usine. 7o Ossature selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée par le fait que les deux côtés d'un bac qui doivent reposer sur les semelles sont inclinés à angle obtu avec le fond du bac0 8. Ossature selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisée par le fait que ladite inclinaison est de 22 à 350 par rapport à la verticale, lesdits profilés étant des profilés en I. 9. Ossature selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisée par le fait que ladite inclinaison est de 27 à 500 par rapport à la verticale, lesdits profilés étant des profilés en H.