Brevet FR2238823A1 — publié le 19750221

L'invention a pour objet une ossature de comble habitable. Dans le domaine de la construction d'habitations avec pr fabrication, on s'efforce d'amener sur le chantier des parties de construction préfabriquées de grandes dimensions de manière à réduire le nombre des parties à assembler sur le chantier. On s'efforce également de pousser la préfabrication aussi loin qu'on le peut, c'est-à-dire d'effectuer à l'usine le plus grand nombre d'opérations possibles et cela en vue de réduire cel les qui doivent être effectuées sur le chantier. On est cependant limité dans cette voie par les conditions de transport qui imposent des dimensions maximales aux parties de construction afin qu'elles respectent les normes des gabarits routiers. On a déjà proposé de constituer un comble par un plancher et des versants de même inclinaison, les versants étant articulés l'un sur l'autre le long de la ligne faitière et leurs extrémités opposées articulées sur le plancher le long de lignes de rive. Le comble habitable selon l'invention est caractérisé en ce que, comprenant des versants ou rampants et un plancher, il compor- te également, interposés entre ledit plancher et lesdits versants, des pieds droits articulés sur les versants et le plancher, le positionnement des lignes d'articulation étant tel que la charpente du comble peut autre transportée à plat avec le plancher, les pieds droits et les versants sensiblement dans un même plan. Ainsi, l'érection du comble sur le chantier peut se faire par une simple traction verticale appliquée au faitage, entraînant une rotation des éléments autour de leurs articulations, traction suivie de la mise en place de deux boulons de fixation des arbalétriers sur les entraits afin d'assurer une triangulation indéformable. La structure de la ferme ainsi obtenue est hyperstatique elle est géométriquement fixée lors du montage, en l'absence de toute surcharge. Cet avantage est mis à profit pour diminuer la flèche du plancher en reportant une charge appropriée sur les arbalétriers, par l'intermédiaire des biellettes, grace à un proportionnement convenable des raideurs des arbalétriers et des entraits. L'invention vise donc également une forme de réalisation caractérisée en ce que les arbalétriers constituant l'ossature principale des versants et les solives constituant l'ossature principale du plancher ont des sections choisies pour faire participer dans les conditions optimales les arbalétriers aux sollicitations provenant des charges maximales prévues pour le comble, en vue de tenir à une valeur minime la flèche des solives et ainsi laisser toute liberté pour la division du local sous-jacent au comble. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est une vue en perspective d'une ossature de comble selon l'invention, en cours de déploiement ; - la figure 2 en est une vue de face en condition pliée - la figure 3 en est une vue de face en condition érigée - la figure 4 montre un détail de la jonction de deux travées au niveau du plancher - la figure 5 est une section à grande échelle d'une travée repliée pour le transport comme montré sur la figure 2 - la. figure 6 est un diagramme - les figures 7, 8 et 9 sont des schémas expliquant la détermination selon l'invention des raideurs relatives des entraits et des arbalétriers. L'élément de comble comprend deux solives lla et llb (figure ] en profilé métallique, par exemple à section en Z (figure 5) avec une âme 1), une aile supérieure 14, une aile inférieure 15. En des points 16a et 16b (figure 1) des solives lla et llb sont montées à articulation des biellettes 17a et 17b. En des points 18a-et 18b des solives lla et llb, dont la distance aux extrémités 19a et 19b des solives est égale à la distance des points 16a et 16b aux extrémités opposées 21a et 21b, sont montées à articulation des biellettes 22a, 22b.Aux extrémités 2) et 24 des biellettes 17 et 22 opposées aux extrémités 16 et 18 sont montés à articulation des arbalétriers 251a, 251bu 252au 252bd Ces arbalétriers ont, par exemple, une section en C (figure 5), avec une âme 37, une aile supérieure 38 et une aile inférieure. 39. Les arbalétriers 251 (figure 1) font partie d'un premier versant ou rampant 261 et les arbalétriers 252 font partie d'un second versant ou rampant 262. Les arbalétriers 251a et 252a sont montés à articulation à leurs extrémités en regard autour d'un axe 27a et les arbalétriers 251b et 252b sont montés à articulation l'un sur l'autre autour d'un axe 27b, les axes 27a et 27b étant alignés et matérialisant l'axe de rotation des versants 261'un par rapport à l'autre. Si,-dans la condition érigée, l'angle d'un versant avec le plancher doit être de 2 o e étant la longueur des solives lIa et llb, c'est-à-dire la diwtan- ce entre leurs extrémités 21 et 19.La longueur de chaque arbalE- trier, c 'est-à-dire la distance entre 1 'extrémité 27 et I t extrémi- té opposée 32 est celle pour laquelle les extrémités 321 et 322, sont confondues avec les extrémités 21 et 19 des solives lorsque l'angle entre les arbalétriers et les solives est précisément 2a Des considérations géométriques simples montrent que, dans ces conditions, l'ossature de comble peut être stockée à plat ou sensiblement à plat comme montré sur la figure 2 avec les solives ll et les arbalétriers 251 et 252 sensiblement dans le même plan, avec les biellettes 17, 22 également sensiblement dans ce plan C'est donc un élément de comble presque terminé avec ses versants de toit, son plancher, ses pieds droits, qui est amené au chanter, par transport sous sa condition aplatie, ainsi avec un faible encombrement. Sur le chantier il suffit de placer cet élément au surplomb des murs MI et M2 et de faire reposer les extrémités des solives Il sur lesdits murs. Par simple traction en les points 27 des arbalétriers, 1'élément de comble est érigé : les pieds droits 361 362 se dressent progressivement et lorsqu'ils sont verticaux, les extrémités 32 des arbalétriers sont face aux extrémités 21, 19 des solives et il suffit de boulonner pour que l'élément de comble ait la rigidité souhaitée I1 est également possible d'ériger d'abord l'élément de comble et de poser l'élément de comble érigé sur les murs. Les profilés constitutifs des solives et des arbalétriers sont choisis de manière que la flèche des solives soit maintenue à une valeur faible sous l'effet des charges maximales auxquelles peuvent être soumis les éléments de comble. Une augmentation de la rigidité des arbalétriers permet d'utiliser des solives de section plus faible, l'action des arbalétriers s' exerçant sur les solives par l'intermédiaire des biellettes de liaison. De bons résultats sont obtenus lorsque les raideurs des arbalétriers et des entraits sont dans le rapport 5 à 9. Les arbalétriers peuvent être constitués de C en tle pliée et les entraits de Z en tôle pliée disposés en sorte que le repliage puisse se faire en amenant les liteaux de toiture à reposer sur le plancher afin de réduire la hauteur des éléments et de permettre le logement des biellettes en position repliée entre les arbalétriers et les entraits. Des liteaux de plancher 33 sont interposés entre les solives lia et llb, avantageusement par soudure électrique, effectuée à l'usine. De même, des liteaux de toit 34 sont interposés entre les arbalétriers et fixés à ces derniers avantageusement par soudure électrique, effectuée à l'usine. La structure selon l'invention comporte des dispositions particulières que montrent les figures 3, 4 et 5. Les éléments de pieds droits 361 et 362 solidaires des biellettes sont des habillages du comble ; il jouent aussi un rôle de contreventement pour les poussées horizontales du vent sur les pignons et de raidisseurs pendant les manutentions, ce peuvent entre des panneaux sandwich isolants afin d'assurer l'isolation thermique du comble. Les éléments d'habillage rampant 411 et 412 sont également isolants et solidaires de la charpente ; ils peuvent être, comme représenté, limités par les pieds droits et les entraits. Le plancher en panneaux de particules (ou autre) repose sur les liteaux de plancher 33 ; il est également solidaire de la structure. Le plafond 45 est également solidaire de la charpente ; des suspentes peuvent également le maintenir mais on peut aussi le rendre indépendant du platelage du plancher haut en lui donnant une structure autoportante. La partie de construction transportée comprend donc non seulement l'ossature proprement dite, c'est-à-dire les solives avec les liteaux, les arbalétriers avec les liteaux et les biellettes, mais également le plancher, les pieds droits, une partie de l'habillage des rampants. La figure 5 montre une disposition suivant laquelle, en position de repli les arbalétriers viennent s'effacer en partie dans la hauteur des solives, les liteaux de toiture 34 venant reposer sur le plancher. Après déploiement, la juxtaposition de deux tranches fait apparaitre les caniveaux de plancher 54 permettant le boulonnage (en figure 4),en autant de points qu'il est utile, de deux entraits accostés, la mise en place d'espaceurs 44 et le passage en tant que besoin, de toute canalisation ou filerie telle que 43 avec possibilité de faire accéder cette canalisation en un point quelconque du plancher par sa sous-face. Des couvre-joints ou raccords de plancher 53 assurent la fermeture des caniveaux en fin de montage. Lorsque l'ensemble des tranches ou travées constituant ltos- sature du comble est en place, la mise en place des deux faux entraits 42 est faite à la main en profitant du jeu entre les arbalétriers des tranches accostées pour y introduire les goussets de ces faux entraits et éventuellement en prenant des attaches sur des liteaux de toit en n dessinés à cet effet en section Q Les entraits accostés de deux éléments successifs sont boulonnés sur des raidisseurs des ailes basses des Z constituant les éléments et les ailes hautes desdits Z entrecroisés par le dispositif espaceur 44. La figure 7 montre une ferme chargée par des surcharges règle mentaires et les poids propres. p est la charge linéaire de l'entrait entre les deux bielletteset q la charge linéaire des arbalétriers. A et A' sont les appuis. La -flèche f reste la flèche ad- missible. La figure 8 est un agrandisement de l'appui A' dans le cas particulier où les raideurs respectives de l'entrait et des arbalétriers sont telles que l'on puisse retirer les boulons d'assemblage de l'entrait A' sans déplacement des points d'articulation. Dans ce cas, la partie A' B' d'entrait est "morte" c'est-à-dire qu'elle n'est soumise à aucun effort. La biellette B' C' supporte alors la moitié de la charge de l'entrait (soit Fo). Si on augmente la raideur de l'arbalétrier, les points A', B' C', sont remontés d'une même valeur en A'1, B'1, C'I Si alors on rétablit la connexion de A' avec A'1, l'arbalétrier se trouve soumis à une force appliquée en A' et à une réaction supplémentaire égale et de sens contraire à cette force en B'. L'arbalétrier a donc sa flèche doublement réduite par le relèvement du point B' et par l'application d'une force sur son extrémité A' On peut diminuer sa raideur pour ramener sa flèche à celle qui est admise f. La figure 9 montre comment varient à flèche constante les raideurs de l'entrait et de l'arbalétrier en fonction de la traction F dans les biellettes. D'après ce qui a été dit ci-avant la raideur de l'entrait est proportionnelle à la traction F tandis que celle de l'arbalétrier est inversement proportionnelle à cette traction et tend vers 1'infini lorsque B et B' viennent au niveau des appuis A et A' comme il est évident. Parmi l'infinité de couples de valeur des raideurs I (entrait) et J (arbalétriers) on choisi celui qui donne le moindre poids d'acier. I1 a été constaté que pour les charges et surcharges usuelles, des portées entre appui de 7 à 9m et des largeurs-de "tranche" de 1,80 à 2,40m, le rapport des raideurs optimales I et J varie de 5 à 9. Dans ces conditions, la construction des fermes est possible avec des profilés en tôle pliée de 120 mm pour les arbalétriers et 220 pour les entraits et d'épaisseur variable suivant les cas de charge et de portée. REVENDICATIONS 1.- Elément de comble habitable dont l'ossature comprend des entraits ou solives de plancher et des arbalétriers de deux versants articulés entre eux,-avec des biellettes interposEes entre les solives et les arbalétriers en regard, de sorte qa l'élément peut passer d'une condition de stockage ou de transport pliée à une condition d'érection par pivotement des biellettes autour de leurs attaches, caractérisé en ce que les biellettes attachées à un même versant sont entretoisées, l'entretoiseeent étant réalisé par un panneau rigide assurant le contreventement du toit et l'habillage des pieds droits du comble. 2.- Elément de comble suivant la revendication 1, caractE- risé en ce que la condition pliée est la condition àplat, c'est- à-dire que la longueur des biellettes b est égale ou très voisine de : e étant la longueur des entraits et 2a l'angle des versants avec le plancher. 3.- Elément de comble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un platelage reposant sur les entraits par 1'intermédiaire de liteaux de plancher. 4.- Elément de comble selon l'une quelconque des revendioa- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un plafond régnant sur toute la longueur des solives. 5.- Elément de comble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'accostage de deux éléments successifs donne lieu à la formation de caniveaux de plancher entre les entraits de ces éléments pouvant récevoir toute tuyauterie, filerie, gaine de ventilation ou autre. 6.- Elément de comble suivant la revendication 5, caractéri- sé en ce que les entraits accostés de deux éléments successifs sont boulonnés sur des raidisseurs des ailes basses des Z constituant ces éléments et les ailes hautes desdits Z sont entretoisées par un dispositif espaceur. 7.- Elément de comble suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les raideurs des arbalétriers et des entraits sont dans le rapport de 5 à 9. 8.- Comble constitué par la juxtaposition d'une multiplicité d'éléments de comble selon 1'une quelconque des revendications précédentes.