Brevet FR2209020A1 — publié le 19740628

L'invention concerne un élément d'assemblage pour réunir des poutres, et notamment des poutrés en lamellés couvés. ActuellementD on utilise de plus en plus fréquemment des charpentes en bois lamellé collé, car ce mode de construction est extremement intéressant pour réaliser des bâtiments de grande portée, sans appui intermédiaire. Toute- fois, pour diverses raisons9 on est limité à des poutres de 20 à 30 m.En effet, même Si l'on réalise des éléments de poutre de dimensions plus faibles, il est pratiquement impossible de les assembler sur le chantier1 puisqu'il faut des installations importantes pour les collages, à savoir des presses, etc... En outre9 le transport de poutres dont les dimensions dépassent 20 à 3Q m est également très délicat et très onéreux. Les poutres en bois lamellécollé sont constituées par l'assemblage de planches ayant en général, une épaisseur de 50 mm. Cette épaisseur est la plus intéressante du point de vue économique. Toutefois, lorsqu'il s'agit de réaliser des poutres cintrées, on est obligé de composer ces poutres avec des planches d'épaisseur plus faible pour permettre le cintrage. Cela oblige à recourir à des planches d'une épaisseur de tordre de 20 à 3e mm suivant le cas. Cela multiplie par deux ou par trois, les frais. Les solutions connues ne permettent pas d'effectuer des cintrages suivant des rayons de courbure très faibles, au risque d'affaiblir les arcs. En résumé9 ltextension de l'utilisation de poutres en bois lamell6Qcollé rencontre les difficultés suivantes Â - difficulté de transmission -des efforts à travers les joints de montage sans trop affaiblir les arcs. B impossibilité d'utiliser des planches d'une certaine épaisseur à cause des rayons de courbure, si l'on ne veut introduire une contrainte supplémentaire résultant du cintrage. C = difficulté de transport des élé- ment s de grandes dimensions. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de réaliser des éléments d'assemblage simples permettant de réunir des élé- ments de poutres de dimensions réduites et former des poutres de grandes portées ou des structures de poutres1 sur le chantier, et en utilisant que les outils et moyens usuels , d'un chantier. De façon plus générale, l'invention se propose de réaliser des éléments d'assemblage de poutres en bois lamellé-collé permettant de normaliser la fabrication de ces éléments9 tant pour les exigences géométriques relatives aux planches des éléments de poutres, que pour les dimensions de ces éléments. À cet effets la présente invention concerne un élément d'assemblage pour réunir des poutres telles que des poutres en lamellés collés9 élément caractérisé en-ce qu'il comporte au moins deux branches solidaires terminées par. des pattes présentant une grande surface d'assemblage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la grande surface des pattes d'assemblage est formée par des dents multiples venant s'encastrer dans des dents de dimensions correspondantes réalisées dans l'élément de poutre à assembler. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la grande surface de la patte d'assemblage est constituée par un insert de grande surface, noyé dans au moins une partie de l'élément de poutre à assembler et relié pas la patte d'assemblage. Suivant une autre caractéristique de l'inventions l'insert est introduit dans l'élément de poutre au cours de la réalisation de la poutre et il se termine par une extrémité filetée en vue de son assemblage à la patte correspondante de l'élément d'assemblage. Le premier avantage d'un élément d'assemblage selon l'invention est de permettre la réalisation de poutres de très grande portée1 à partir d'éléments de poutres de dimensions réduites9 dont le transport est facilité. La simplicité des éléments d'assemblage permet de réunir des éléments de poutre sur le chantier mimez sans nécessité d'appareils complexes tels que des presses de forte puissance, etc.. Comme les branches des éléments d'as- semblage peuvent être orientées de façon très diff & ente, il est possible de réunir des éléments de poutre suivant des angles très différents, ce qui n'était pas possible à l'aide des poutres lamellées classiques ou dont la réalisation affai- blissait considérablement les assemblages. Dans le cas où les poutres doivent transmettre des contraintes importantes9 il est possible- de combiner des surfaces d'assemblage en dents et des surfaces d'assemblage en forme de connecteurs. Il est meme possible suivant une autre caractéristique de l'invention, de mettre les poutres sous une certaine précontrainte en utilisant des inserts s'étendant sur toute la longueur des éléments de poutre. Enfin, comme les éléments d'assemblage selon l'invention permettent de réaliser n'importe quelle structure de poutre en ehoisissant de façon appropriée les angles entre les diverses branches de l'élément d'assemblage, il est possible de simplifier considérablement la fabrication des poutres. Cela permet une normalisation des dimensions et surtout comme aucun cintrage n'est plus nécessaire, on peut réaliser les éléments de poutre dans les conditions les plus avantageuses, c'est-à=dire en utilisant des planches d'épaisseur uniforme, de l'ordre de 50 mm. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide de quatre modes de réalisation représentés schématiquement sur les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue de face d'un élément d'assemblage à deux branches la figure 2 est une vue de face d'un élément d'assemblage à quatre branches - la figure 3 est une vue de détail d'une branche d'une troisième variante d'un élément d'assemblage - la figure 4 est une vue d'un élément d'assemblage à trois branches. Selon la figure 19 l'élément d'assemblage 1 à deux branches est destiné à relier les poutres À et B formées de planches A', B' par leurs extrémités. L'élément d'assemblage 1 comprend deux branches 2a9 2b reliées par des entretoises 3. Chaque branche 2a9 2b comprend une patte 4a, 4b reliée directement à l'extrémité de la poutre respective A, B. Chaque patte 4a, 4b présente une grande surface de liaison avec l'élément correspondant As B. A cet effet, dans ce mode de réalisation9 chaque patte a une surface de liaison formée par des dents 5aS 5b venant se loger dans des dents A1S B1 correspondantes de chaque extrémité de poutre À, B. La liaison entre les dents se fait par exemple par collage. Pour faciliter l'assemblage et permet- tre le durcissement de la colles il est prévu dans certains cas, de relier provisoirement la patte 4a, 4b et l'extrémité A, B respective par une tige filetée 6, fixée à l'extrémité de chaque poutre et venant se loger dans un perçage correspondant de l'élément A-B pour y être vissée par un écrou 6'. Dans l'exemple de la figure 2, on a prévu de chaque c8té trois liaisons vissées. Ces liaisons sont uniquement destinées à exercer entre les dents A1, 5a ou B1, 5b la pression nécessaire au collage. Cette pression n'est pas comparabLe aux contraintes auxquelles doit résister l'assemblage9 lorsque la poutre est mise en place. Pour éviter un démontage inutile, il est possible de laisser en place l'assemblage vissé, après le durcissement de la colle. L'élément d'assemblage décrit cidessus est de préférence réalisé en une seule pièce. Bulle peut titre en métal ou en une matière synthétiques obtenue par exemple par meulage ou usinage. On peut également combiner ces deux procédés de fabrication, pour avoir des dents 5a, 5b de grande précision. Les dents À19 B1 que l'on réalise à l'extrémité Be chaque poutre À, B sont faites à l'endroit du montage9 peu avant l'assemblage, pour éviter l'oxydation des surfaces découpées, car cette oxydation est g8nante pour le collage. Par mesure de précaution, on peut même revêtir ces surfaces dgun enduit protecteur. La figure 2 représente une variante de l'élément d'assemblage selon la figure 1. Cette variante concerne un. élément d'assemblage à quatre branches 2a, b, e, d. Chaque branche est terminée par une patte 4a, b, c, d, à grande surface d'assemblage. Comme dans le cas précédent, cette grands surface est obtenue par des dents Sa, b, c, d, venant peinre dans des dents correspondantes Al, B1, C1, D1, de l'extrémité de chaque poutre. Dans cet exemple, les quatre branches sont en équerre. T0utefois, on peut envisager d'autres modes de répartition des branches, en fonction des assemblages à réaliser . Le nombre des branches peut également être différent. La figure 3 représente un détail d'une branche d'un élément d'assemblage. Selon cette troisième va riante, la patte 4 porte une surface d'assemblage importante constituée par un insert 41 f relié à la patte 4 par un goujon fileté 42t et un écrou 43'. 'insert 41' a une grande surface périphérique. Cette surface est rendue rugueuse ou est filetée. La forme de la section de insert est quelconque. Dans certains cas, il s'agit d'une tige filetée, dans d'autres on peut utiliser un insert plat. La matière dans laquelle est réalisé cet insert, est également variable. il peut s'agir d'un insert métallique ou en une matière synthétique, suivant les contraintee à transmettre. Suivant une variante, non représentée, on combine le mode de réalisation selon les figures 1 et 2, et le mode de réalisation selon la figure 9. Dans ce cas, la surface de liaison entre la patte d'assemblage et î1.extrémité correspondante de la poutre est formée à la fois par un insert 41' relié à la patte 4, mais également par une denture réalisée sur la surface de la patte 4 en regard de l'extrémité de la poutre qui comporte des dents correspondantes. Cette variante ressort de la figure 1, à condition de remplacer la tige filetée 6 par un insert dont les dimensions permettent non seulement d'exercer la pression de compression nécessaire au collage, mais également d'absorber des contraintes de traction engendrées lorsque l'élément est monté. le quatrième mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 4 concerne un élément d'assemblage 11 à trois branches lia, ilb, lic destinées à autre fixées aux extrémstds correspondantes des poutres À, B, C. Cet élément d'assemblage a une forme de Y. Chaque branche lia, lib, lic comporte une patte d'assemblage 14a, b, c, dont la surface d'assemblage, de grande dimension vient contre une extrémité-coupée en biseau de chaque poutre À, 3, C de façon à disposer d'une grande surface de collage.Pour rendre le collage plus efficace, il-est intéressant d'avoir une surface de collage des pattes 14a, b, c, rendue rugueuse ou striée. En outre, pour immobiliser les éléments assemblés pendant le durcissement de la colle9 chaque patte 14a, b, cg comporte un logement i Sa, b,c, pour une tige par exemple filetée assemblant l'extrémité de la poutre correspondante et cette patte. il peut également s'agir d'une tige lisse emmanchée par force dans la pièce 11 ou fixée à celle-ci par un moyen quelconque. Des divers éléments d'assemblage selon l'invention permettent de façon générale, de multiplier les applications des poutres et notamment des poutres en bois lamellé collé, pour réaliser des structures de grande portée. L'élément d'assemblage à deux branches permet de relier des éléments de poutre de dimension relativement faible, de l'ordre de 5 à 10 m et de section quelconque, dans le but de réaliser une poutre composite ayant une portée comprise entre 20 et 50 m et mdme plus. Cette poutre peut être droite dans le cas de poutre de petite dimension, lorsque les deux branches de l'élément d'assemblage sont alignées. Par contre, pour faire des poutres de grande dimension ou des cintres, on peut utiliser des éléments d'assemblage selon le premier mode de réalisation et dont les axes des deux branches font un angle déterminé entre elles. On peut alors remplacer un cintre par une struc- ture polygonale. L'élément d'assemblage à plus de deux branches tel que celui représenté à la figure 2, permet de réunir des poutres suivant des angles plus petits que ceux qu'il est possible de réaliser actuellement par la simple cour- bure d'une poutre. En outre, cet élément d'assemblage résoud le problème de la jonction ou du croisement de plusieurs poutres. Suivant une variante non représentée, les branches de l'élément d'assemblage ne sont pas co-planaires, Bulles peuvent par exemple se trouver dans deux plans perpendiculaires, ctest-à-dire dans le cas de l'exemple de la figure 2, dans le plan de la figure et dans un plan perpendiculaire à la figure. La variante selon la figure 3, peut s'utiliser séparément, sous forme d'élément d'assemblage à deux, ou plus de deux branches. il peut également se combiner à un élément d'assemblage dont les pattes sont munies de dents. Be-quatrième mode de réalisation (figure 4) convient en particulier pour la jonction de poutres de dimensions réduites et dont les directions sont voisines les unes des autres. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 10) Elément d'assemblage en un matériau autre que du bois pour réunir des poutres A, B telles que des poutres en bois lamellé-collé9 élément caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux branches (2a, 2b) solidaires terminées par des pattes (3a, 3b) présentant une-grande surface deassem- blage pour lextrémité-correspondante (A1, B1) des poutres à assembler. 20) Elément d'assemblage selon la revendication 19 caractérisé en ce que la grande surface des pattes d'assemblage (3a, 3b) est formée par des dents multiples (41a, 41b) venant s'encastrer dans des dents (A1, 31 3 de dimensions correspondantes réalisées dans l'élément de poutre à assembler (A, B). 30) Elément d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les surfaces d'assemblage des pattes (3a, 3b) sont sensiblement perpendiculaires à la direction longitudinale des éléments de poutre (A1, B1) à assembler. 40) Elément drassemblage selon la-reven- dication 1, caractérisé en ce que les surfaces d'assemblage des pattes (11as b, c) sont inclinées par rapport à la direction longitudinale des éléments de poutre (A, B, C) et ces éléments de poutre sont coupés en biais à leur extrémité (A1, B1, C1) suivant un angle correspondant à l'inclinaison des pattes d'assemblage (11a, b, c).