Brevet FR2272243A1 — publié le 19751219

La présente invention se rapporte a une charpente destinée à constituer un sol artificiel ou surface disponible et, plus spécialement, à une charpente permettant d'utiiiser de façon hautement efficace un espace dans les trois dimensions L'utilisation seulement en deux dimensions d'un espace en zone urbaine a pour conséquence un encombrement et, de plus, des conditions sanitaires locales nuisibles, par exemple de végétation, d'ensoleillement et d'aération. Pour ces raisons, on tend maintenant à développer l'utilisation des zones urbaines dans les trois dimensions et on est amené ainsi à constituer des sols artificiels, ou planchers d'étages, recouvrant une zone donnée, a l'aide de vastes structures à trois dimensions et permettant d'utiliser 11 espace dans celles-ci. Mais les sols artificiels réalisés jusqu'8 ce jour comportent en général une structure fermée, en béton armé ou non d'acier, de sorte que tout l'espace situé au-dessous d'un plancher de cette structure est sombre et humide et ne peut être utilisé que comme garage.De plus, les solg artificiels de type connu présentent l'inconvénient d'etre longs à construire, étant donné qu'ils nécessitent de nombreux travaux d'implantation et l'installation d'armature et le bétonnage en place, qu'ils sont difficiles à transformer, par exemple en vue de leur agrandissement, et qu'ils tendent à détruire la nature. L'invention a donc pour objet des charpentes destinées à la réalisation de sols artificiels, possédant les avantages suivants - elles sont légères et permettent d'utiliser rationnellement une zone urbaine dans les trois dimensions; - elles permettent de réaliser, à peu de frais, de grandes surfaces équipées de tous les services urbains; - elles permettent d'améliorer les espaces résidentiels et de résoudre le problème de logement, sans nuire à la végétation ni à l'ensoleillement ou à l'aération des zones urbaines; - on peut les construire rapidement à partir d'éléments normalisés et leur donner des utilisations diverses; - on peut les construire aussi bien sur un sol plat ou incline ou sur l'eau en réduisant au minimum la destruction des conditions naturelles;; - elles constituent une structure en treillis à taux de résistance élevé en portée, et possèdent une grande souplesse d'adaptation de sorte qu'on peut leur apporter des modifications diverses, aussi bien pour les agrandir que pour les réduire ou les démonter en vue de les réutiliser en fonction des transformations urbaines. D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant å titre explicatif mais nullement limitatif, diverses formes préférées de réalisation, sur ces dessins - la figure 1 est une vue en perspective d'une charpente pour sols artificiels ou surfaces étagées, conformes à l'invention, avec ses éléments fondamentaux; - la figure 2 est une vue de c8té de sols artificiels construits sur un terrain en pente et utilisant une charpente conforme à l'invention, du genre de celle de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'une charpente d'étages en forme de pignon réalisée par combinaison des structures de base de la figure 1;; - la figure 4A est une vue en perspective d'une charpente en forme de pignon analogue è celle de la figure 3, mais dont les poutres principales sont amincies de deux en deux; - la figure 4B est également une vue en perspective d'une charpente en forme de pignon analogue à celle de la figure 3, mais dont les éléments auxiliaires disposés en zigzag sont amincis; - la figure 5 est une vue de cavé, partiellement en coupe, de la charpente de la figure 3, montée sur un terrain plat; - la figure 6 est une vue en élévation de la charpente en pignon de la figure 5; - la figure 7 est une vue en perspective d'une charpente en pyramide obtenue en combinant les structures de base représentées sur la figure 1 et en utilisant des éléments de raccordement;; - la figure 8 est une vue, à échelle agrandie, d'un angle de la charpente en pyramide de la figure 7, montrant des éléments de raccordement; - la figure 9A est une vue en plan d'une charpente oblique d'un seul c8té et la figure 9B est une vue de côté de cette charpente; - la figure lOA est une vue en plan d'une charpente qui est oblique sur deux côtés; - la figure lOB est une vue de côté de cette charpente; - la figure 11 est une vue en élévation d'un élément de raccord d'éléments principaux et auxiliaires; les figures 12A à 12F sont des coupes de diverses structures de base de la charpente selon l'invention; et -la figure 13 représente en perspective une autre forme de réalisation de la charpente selon l'invention. On se reportera d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent des structures fondamentales de la charpente selon l'invention. La charpente A représentée sur ces figures 1 et 2 comprend des éléments principaux 1 de poutre, des éléments auxiliaires 2, des éléments inférieurs 3, des éléments de renforcement 4, des matériaux 5 de sol artificiel, ou planchers, 6. Chacun de ces éléments est en matiere ayant une bonne résistance, telle qu'acier, alliage d'aluminium ou matière plastique, et ces éléments sont reliés les uns aux autres comme expliqué ci-après, pour réaliser une structure conforme à l'invention. Les éléments principaux 1 de poutre, indiqués ci-dessus, se composent d'éléments longitudinaux supérieurs la, latéraux supérieurs ld, longitudinaux inférieurs lc et latéraux inférieurs o. On réalise une charpente ou réseau supérieur B et une charpente ou réseau inférieur C en reliant une série d'éléments longitudinaux supérieurs la, supérieurs latéraux lb, longitudinaux inférieurs lc et latéraux inférieurs ld, de distance en distance, respectivement dans la direction longitudinale et dans la direction latérale.Les réseaux supérieur et inférieur B et C se raccordent aux Jonc- tions ou raccords 7 des membrures longitudinales et latérales au moyen d'éléments auxiliaires 2, ce qui donne un grand nombre d'espaces a à trois dimensions, délimités par les éléments principaux 1 et auxiliaires 2 et disposés cate à côte suivant deux dimensions. Chacun de ces espaces a est divisé en deux par des éléments inférieurs 3 raccordés aux raccords 7 en diagonale, et les points d'intersection 8 des éléments inférieurs 3 et les raccords 7 appartenant au réseau inférieur C sont raccordés au moyen d'éléments de renforcement 4. On obtient ainsi la charpente A ayant une structure en treillis. La charpente A ainsi réalisée comporte un sol artificiel ou plancher 6 constitué de matériaux 5, par exemple des plateaux fixés sur les éléments inférieurs 3. Ce sol artificiel 6 est disposé suivant des diagonales de chacun des espaces a situés côte à côte suivant deux dimensions. Par conséquent, si la charpente A est installée sur un terrain incliné, comme représenté sur la figure 2, de maniere que les sols artificiels 6 soient horizontaux et disposés en gradins, l'ensoleillement et l'aération des espaces a sont assurés, et les espaces a, situés à un même niveau, communiquent les uns avec les autres, de sorte que l'on peut passer de l'un quelconque à un autre quelconque entre eux.Les éléments de lazstructure sont conçus de maniere à pouvoir être fabriqués en série à l'atelier et sont donc normalisés; on peut leur donner diverses destinations en les combinant defaçon appropriée et on peut les fabriquer à faible prix. Ces divers éléments ont une grande souplesse d'utilisation de sorte qu'on peut les monter et les démonter rapidement, par exemple à l'aide de joints à rotules, de boulons, d'écrous, etc., comme représenté sur la figure 11, ce qui permet d'agrandir ou de réduire à volonté la charpente selon l'invention. La figure 2 représente une charpente A du type désigné cidessus, installée sur un terrain incliné 10. Comme représenté sur la figure 2, lacharpute A comporte, sur la face arrière de fond, un support 11, monté à l'avance en tenant compte de l'inclinaison du terrain 10. Une plateforme 13 est réalisée dans le terrain 12 pour recevoir le support 11. Cette plate-forme 13 est, par exemple, en béton armé. En des endroits convenables, sur le terrain incliné 10, sont disposés des pieux 16 servant à retenir la charpente A. Cette charpente A peut donc être maintenue rigidement à l'aide de la plate-forme 13 et des pieux 16, ce qui réduit au minimum la suppression d'éléments naturels. Comme on l'a signalé, les sols artificiels 6, ou planchers, qui sont disposés suivant les diagonales des espaces a, sont horizontaux et, de plus, en gradins le long du terrain en pente 10.Etant donné que cette charpente A est une structure en treillis composée d'éléments inférieurs 3 qui divisent chacun des espaces a en deux suivant ses diagonales, et que des éléments de renforcement 4 sont disposés entre les points d'intersection 8 des pièces inférieures 3 et des raccords 7 des pièces principales et auxiliairesl et 2, la charpente A possède une résistance mécanique suffisante pour supporter les charges qui lui sont appliquées par le plancher 6, ce qui assure une sécurité absolue. Les figures 3, 4A, et 4B représentent des variantes de struc ture selon l'invention du genre à pignon. Sur les figures 3 et 4, les charpentes de base A sont disposées symétriquement et font entre elles un certain angle. On-combine ces deux charpentes A en les reliant à leurs jonctions 7 à l'aide d'éléments de liaison intérieure et extérieure 14 et 15 et pieces de renforcement 4 de manière à obtenir une structure en forme de crête. Chacune de ces deux charpentes A, composant une structure D en pignon, comporte un treillis supérieur B et un treillis inférieur C formés par les membrùres supérieures longitudinales latérales la et lu et par les membrures longitu dinales et latérales inférieures lc et ld, qui sont raccordées les unes aux autres avec des écartements mutuels determinés. Dans le cas de la structure en pignon D de la figure 4A, la charpente Aa comporte un réseau supérieur B réalisé; de manière que ses éléments longitudinaux supérieurs la soient disposés de deux en deux, c'est-à-dire avec un intervalle double de celui des éléments longitudinaux inférieurs le du treillis inférieur C. Dans la structure en pignon D de la figure 43, le treillis supérieur B et le treillis inférieur C sont réalisésdelamême manbre que dans le cas de la figure 3, mais des poutres auxiliaires 2 relient les treillis supérieur et inférieur 3.et C en zigzag de façon à donner une charpente Ab. De la sorte, la structure D des figures 4A et 4B est formée de charpentes Aa ou Ab reliées à l'aide d'éléments de liaison et de pièces de renforcement comme dans le cas de la figure 3. Les figures 5 et 6 sont respectivement une vue de cati, à parties coupées, et une vue en plan de la structure en pignon D définie ci-dessus construite sur un terrain plat 12. Comme représenté, la structure en pignon D comporte, à l'extrémité inférieure de ses côtés droit et gauche, des supports 11 montés à l'avant.La structure D repose sur des supports 11 fixés à la plateforme 13 en béton armé implantéedans le terrain2. Les étages 6 sont ainsi disposés en gradins.Comme on le voitsur la figure 5, un couloir incliné 17 pour élévateur relie les différents étages de l'installation, des ascenceurs 18, des passages 19 pour les divers étages et divers services urbains 20 comprenant un centre commercial, des magasins, égouts, installations d'eau, installations de traitement des rebuts, conduites de gaz, installations électriques, installations de conditionnement d'air, installations téléphoniques, etc. De la sorte, on peut passer facilement d'un espace a à un autre espace du même étage ou de deux étages différents.La figure 7 représente une variante de l'invention consistant en une structure pyramidale et la figure 8 représente, à plus grande échelle, une partie de cette structurne. Comme représenté sur ces figures, la structure A est agencée de manière que sur ses faces droite et gauche, la surface des sols artificiels 6 soit la moitié de la surface du sol à l'intérieur d'un espace a, d'étage en étage du bas au sommet de la pyramide. Quatre structures A d'un tel type sont disposées en pyramide. On combine les structures voisines A en reliant leurs jonctions 7 des membrures principales auxiliaires et de renforcement à l'aide d'éléments de raccordement extérieurs 14, d'éléments intermédiaires de raccordement 14a et d'éléments de raccordement intérieurs 15, ce qui donne une charpente E en forme de pyramide du genre représenté sur la figure 8. Les sols artificiels 6 sont donc disposés en gradins sur les quatre faces. Dans le cas de cette forme de réalisation, il est prévu, comme dans le cas de la charpente en pignon D,des ascenceurs, diverses gaines et autres canalisations urbaines. La charpente E en forme de pyramide peut être installée sur un terrain plat ou un terrain en gradin, exactement comme la charpente en pignon D. La figure 9A est une vue en plan d'une charpente F selon l'invention présentant une face oblique et la figure 9B est une vue de cté de cette charpente. Si l'intervalle entre deux éléments principaux voisins 1 est considéré comme constituant une portée, 1a charpente F, comme représentée sur les figures 9A et 9B,est oblique suivant la direction de l'axe X de la figure et elle comporte des sols artificiels 6'en gradins allant vers le sommet de l'ensembleet descendant du sommet vers la base, à des intervalles d'une portée dans la direction de l'axe des Y et qui descendent avec des intervalles de deux portées dans la direction de l'axe des X.La figure 10A est une vue en plan d'une charpente G conforme à l'invention, oblique sur deux faces, et la figure lOB est une vue de caté de cette charpente. Comme on le voit sur les figures lOA et lOB, cette charpente G.est oblique sur deux faces dans la direction de l'axesesX et comporte des sols artificiels 6 dont le nombre augmente d'un niveau à des intervalles d'une portée dans la direction de l'axe des X et également dans la direction de l'axe des Y. Aussi bien dans le cas des charpentes à une seule face oblique que des charpentes à deux faces obliques, les réseaux Fa et Ca des deux faces sont inclinés par raccordement des éléments longitudinaux pthctpuxavecdes éléments latéraux principaux suivant des angles aigus ou obtus, et l'on raccorde ces réseaux l'un à autre à l'aide de tiges de liaison, comme signalé plus haut. La figure Il représente un raccord de jonction permettant les montage et démontage faciles des éléments signalés plus haut, à savoir les éléments principaux 1, auxiliaires 2, inférieurs 3, de renforcement 4, les éléments de liaison 14, 14a, 15, etc.; la référence 9 désigne un raccord sphérique. Comme représenté sur la figure 11, ce raccord 9 comporte sur le pourtour de la sphère 21 une série de brides 22 munies de boulons ou attaches analogues 23. Les extrémités 24 de ces éléments sont conçues pour s'adapter à ces brides 22, auxquelles elles sont fixées à l'aide des attaches 23. Bien entendu, les divers élémentsde3aarpente selon l'invention ne doivent pas nécessairement être réunis au moyen de raccords sphériques de ce genre et lton peut utiliser n'importe quel dispositif de raccordement permettant de les monter-et démonter facilement. Les figures 12 représentent diverses variantes de réalisation de la charpente en pignon D permettant d'utiliser de façon efficace et variée les très grands espaces triangulaires recouverts de sols artificiels. La figure 12A représente une forme de réalisation suivant laquelle il est prévu des sols artificiels indépendants dans l'espace triangulaire en dehors de la crête. Les figures 12B à 12F représentent des variantes comportant chacune au moins une crête en plus de la crête initiale. La figure 13 représente une forme de réalisation qui combine la structure en pignon et la charpente en pyramide. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS l.Charpente pour sols artificiels caractérisée en ce qu'elle comprend des éléments principaux et auxiliaires normalisés de poutre possédant une résistance mécanique élevée, des éléments de liaison servant à raccorder ces éléments et à les démonter facilement, des réseaux supérieur et inférieur obtenus en raccordant ces éléments de poutre à l'aide des éléments de liaison en directions longitudinale et latérale avec des intervalles de portée convenable, ces réseaux supérieur et inférieur étant raccordés aux éléments auxiliaires au moyen des éléments de liaison de façon à constituer un grand nombre d'espaces rectangulaires à trois dimensions, des éléments inférieurs disposés suivant les diagonales de ces espaces5 des matériaux disposés sur ces éléments inférieurs en vue de constituer des sols artificiels ou surfaces disposés en gradins. 2. Charpente selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments-inférieurs, disposés en diagonale dans ces espaces à trois dimensions, se raccordent en se croisant, et en ce que leurs points t'inter- section sont raccordés aux jonctions des éléments principaux et auxiliaires des réseaux inférieurs à l'aide des éléments de renforcement. 3. Charpente selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on réalise les réseaux supérieur et inférieur en reliant les élé- ments principaux avec des écartements de la même portée dans la direction longitudinale et des écartements de la même portée dans la direction latérale. 4. Charpente selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réseau supérieur, formé d'éléments principaux longitudinaux et latéraux, comporte moins d'éléments principaux longitudinaux que le réseau inférieur et en ce que ces éléments sont raccordés avec une portée qui est double de la portée latérale des éléments du réseau inférieur. 5.Charpente selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réseau supérieur et le réseau inférieur sont raccordés l'un à l'autre à l'aide des éléments auxiliaires disposés en zigzag. 6. Charpente selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des éléments inférieurs, des éléments de renforcement, des matériaux destinés à constituer un sol artificiel, par le fait que plusieurs des espaces à trois dimensions sont disposés côte à côte dans un même plan, et en ce que des matériaux sont appliqués sur les éléments inférieurs pour constituer les sols artificiels et divisant ces espaces en deux, ces sols artificiels étant disposés en gradins, et des tiges de liaison servante relier plusieurs éléments à l'aide des éléments de liaison, plusieurs des charpentes étant raccordées à l'aide des éléments de liaison pour constituer un polyèdre comportant des sols disposés en gradins. 7. Charpente selon la revendication 6, caractérisée en ce que plusieurs charpentes élémentaires sont raccordées en forme de pignon à l'aide des éléments de liaison. 8. Charpente selon la revendication 6; caractérisée en ce que plusieurs charpentes élémentaires sont raccordées en forme de pyramide à l'aide des éléments de liaison. 9. Charpente selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'on combine au moins une charpente élémentaire en forme de pignon, assemblée suivant une crête, à l'aide des éléments de liaison et au moin une charpente élementaire en forme de pyramide assemblée à l'aide de ces éléments. 10. Charpente selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments principaux, reliés dans le sens longitudinal, sont raccordés suivant des angles obtus ou aigus de façon à constituer des espaces à trois dimensions à base en forme de parallélogramme et en ce que les éléments inférieurs sont disposés suivant les diagonales de ces espaces et que l'on dépose des matériaux destinés à constituer des sols artificiels sur ces plans en forme de parallélogramme disposés en gradins. 11. Charpente selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend une première charpente qui comporte des espaces de forme rectangulaire et une seconde charpente qui comporte des espaces à base en forme de parallélogramme, ces deux charpentes comportant des éléments longitudinaux principaux alignés et étant reliées de façon à former une structure oblique à l'aide des éléments de liaison, les sols artificiels étant constitués par des couches à des intervalles de deux portées de ces éléments longitudinaux principaux de façon à constituer un ensemble oblique sur une face. 12. Charpente selon la revendication 6, caractérisée en ce que plusieurs charpentes élémentaeesrenfermant des espaces à base en forme de parallélogramme sont raccordées à l'aide des éléments de liaison pour former un ensemble en forme de pignon, et en que des sols artificiels sont constitués suivant les diagonales de ces espaces, par étage à des intervalles d'une portée des éléments principaux pour constituer un ensemble en gradins, oblique sur deux faces.