Brevet FR2282523A1 — publié le 19760319

La présente invention concerne une construction modulaire avec portiques et refends préfabriqués en béton armé, destinée à ltédification d'immeubles de faible et moyenne hauteurs. On connaît des procédés de construction modulaire préfabriquée en béton armé permettant une industrialisation de la construction. Cependant, généralement, les procédés connus font appel à des éléments lourds ou écartent ceux-ci dans les parties de la construction où ils ne sont pas indispensables en proposant, par exemple, des façades en panneaux menuisés. De plus, les éléments préfabriqués lourds se prêtent mal, généralement, à une préfabrication sur le chantier, en raison de la complexité de leur mise en oeuvre et nécessitent, de ce fait, des. transports coûteux de l'usine au site de montage. La présente invention se propose de créer une construction modulaire. permettant de conserver le béton armé pour les éléments où il présente un bon rapport performance/prix et notamment dans les éléments porteurs verticaux1 dans les planchers, dont la masse est favorable à l'isolation acoustique verticale et pour les refends intérieurs entre appartements et entre appartement et circulation verticale qui jouent un double rôle d'élément résistant aux efforts horizontaux et présentant une masse satisfaisante aux exigences de l'isolation phonique latérale ; de plus, les éléments entrant dans cette construction modulaire se prêtent particulièrement bien à la préfabrication sur chantier du fait de la faible importance des moyens à mettre en oeuvre pour réaliser les pièces, libérant ainsi les entreprises d'investissements coûteux en usines fixes qui se trouvent, à brève échéance, éloignées des lieux de pose entraînant des frais de transport et de manutention considérables ; enfin1 cette construction modulaire est suffisamment souple pour être utilisée indistinctement sur des chantiers de faible ou grande importance, les cadences étant déterminées par le nombre de moules à mettre en service. A cet effet, la présente invention concerne une construction modulaire caractérisée en ce qu'elle se compose d'un module de base polygonale et de refends et portiques disposés dans des plans verticaux de cette base, assemblés entre eux selon leurs noeuds de jonction et selon leurs plans horizontaux haut et bas 9 la construction étant obtenue par juxtaposition horizontale et verticale de ces modules. Selon une autre caractéristique, les refends et les portiques sont issus du même moule, les portiques étant coulés dans le moule des refends dans lequel on dispose un noyau central. Ainsi, les différents éléments constitutifs de la construction sont réalisés à partir de deux moules, l'un étant le moule des éléments de façade, l'autre étant le moule des éléments intérieurs. Selon une autre caractéristique, la liaison latérale de deux, trois ou quatre éléments préfabri qués entre eux est réalisée par le coulage d'un béton complémentaire dans le volume restant libre entre ces éléments comportant des aciers en attente sur leurs rives verticales, la liaison entre les éléments de deux niveaux différents étant assurée par des aciers en attente disposés à la partie haute de ce béton complémentaire. Ainsi, la liaison des éléments de deux modules d'un même niveau se fait grâce au béton vertical coulé dans le volume restant libre entre les pieds des portiques, la liaison entre deux modules superposés étant effectuée par les aciers placés en attente dans le béton des noeuds verticaux du niveau inférieur et incorporés dans le béton du niveau supérieur. Selon une autre caractéristique, la base polygonale est un carré. Ainsi, le nombre des pièces différentes à mettre en oeuvre dans la construction est réduit au minimum. Cependant, pour donner une plus grande latitude de conception aux architectes, tout en leur permettant une adaptation plus précise des surfaces des logements aux surfaces de référence définies par le Ministère de l'Equipement, la base polygonale peut être un rectangle. Sur le plan de la réalisation, cette variante n'entraîne pas de difficulté, les moules pouvant fournir, selon les besoins, des éléments de construction de la maille carrée ou de la maille rectangulaire, en ne subissant que des modifications mineures Selon une autre caractéristique, les éléments préfabriqués, comportant des douilles filetées noyées dans les parois verticales, sont positionnés durant leur montage par des équerres fixées sur ces douilles, les équerres délimitant le volume dans lequel est ensuite coulé le béton de liaison. Ainsi, la pose des éléments constituant la construction s'en trouve facilitée et permet la suppression des dispositifs d'étaiement et de maintien de la verticalité couramment utilisés dans les dispositifs connus. Les douilles filetées, incorporées au coulage des portiques, sont positionnées avec soin, sans difficultés, grâce à leur fixation sur les parois métalliques des moules. Enfin, le coffrage complémentaire fermant la réservation du noeud vertical de liaison est en tôle de forte épaisseur, convenablement raidie, et comporte des trous centrés sur les axes des douilles, d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre de la tige filetée qui vient appliquer la tôle sur le béton.Ceci laisse une latitude suffisante au réglage de la verticalité des éléments préfabriquéso De plus, suivant le positionnement des douilles et de l'équerre en tôle forte pliée, la section du béton de liaison peuttrelargement accrue et permet ainsi d'augmenter la section portante des poteaux1 donc leur capacité de charge. La simplicité de forme des pièces du système jointe à celle de la pose et du réglage ou du maintien en position font que cette construction modulaire est plus que tout autre apte à être mise en oeuvre dans de parfaites conditions de sécurité par des équipes d'un niveau de qualification peu élevé. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des divers modes de réalisation représentés schématiquement sur les dessins, dans lesquels - la figure 1 est une vue perspective de deux modules réalisés et assemblés selon l'invention, - la figure 2 représente une élévation d'un élément de portique de façade, - la figure 3 représente une coupe de ce même élément de façade, - la figure 4 représente une vue en plan de ce même élément de façade, - la figure 5 représente une élévation d'un portique Intérieur selon l'invention, - la figure 6 représente une coupe transversale de ce même portique, - la figure 7 représente une vue en plan de ce même portique, - la figure 8 représente une vue en plan d'un assemblage d'élements préfabriqués selon l'invention, - la figure 9 représente une coupe horizontale de l'assemblage de deux éléments de façade selon 1 'invention, - la figure 10 représente une coupe horizontale d'un autre assemblage de deux éléments de façade selon 1 'invention, - la figure li représente une vue perspective du dispositif d'assemblage formant coffrage. La figure 1 représente une construction réalisée à l'aide de liassemblage de deux modules formés de portiques et refends préfabriqués, en béton armé. Les bases des modules de cette construction sont les carrés ABCD et ADEF sur lesquels sont disposés, dans le plan vertical, les éléments de façade 1 et 2 sur le côté BAF, et 5 et 6 sur le côté CDE. La liaison transversale est réalisée à l'aide d'un portique 4 sur le côté AD, et de deux refends latéraux 3 et 9 sur les côtés BC et EF. Le plancher 8 est réalisé à l'aide d'une dalle en béton armé comportant une prédalle 81 sur laquelle on a coulé une dalle de compression 82 qui assure la liaison sur sa périphérie, entre les éléments verticaux (portiques et éléments de façade) et les éléments horizontaux constitués par les prédalles. La liaison verticale, entre portiques intérieurs et façades d'un même niveau, au noeud 7, est réalisée à l'aide d'un béton complémentaire, coulé dans les réservations ménagées à cet effet. Les liaisons verticales de l'étage inférieur à l'étage supérieur se font par des aciers placés en attente dans le béton des noeuds verticaux du niveau inférieur et incorporés dans le béton du niveau supérieur. Les figures 2, 3 et 4 représentent un élément de façade constitué par un portique dont la poutre horizontale et les poteaux présentent une section en La branche il de la section en I- du poteau est destinée à se raccorder sur un autre élément de façade et/ou sur un élément de portique intérieur (représenté en pointillé sur la figure 4) en ménageant, entre ces deux éléments, un espace de section "s" sensiblement carrée destiné à leur liaison. La poutre horizontale 3 comporte une partie haute 31 qui sert de coffrage pour le coulage de la dalle de compression et également d'appui pour la prédalle. La partie intérieure 2 du ## des pieds du portique de façade est destinée, d'une part, à assurer une inertie à ce portique et, d'autre part, à limiter la section du volume de liaison. Les figures 5, 6 et 7 représentent un portique intérieur selon l'invention. Ce portique est constitué de poteaux 1, 2 réunis par une poutre supérieure 3. Les poteaux ont une section en ## dont la branche 1 est destinée à venir se raccorder sur deux éléments de façade ou deux autres portiques1 comme représenté à la figure 7. Les branches 2 délimitent, avec celles des éléments sur lesquels le portique vient s'assembler, des sections "s" de liaison qui sont ensuite remplies d'un béton complémentaire. La poutre 3 supporte une prédalle 5 sur laquelle est ensuite coulée une dalle de compression 6 venant liaisonner l'ensemble des éléments dans le plan horizontal haut. En partie supérieure, la poutre 3 comporte une feuillure destinée à recevoir les prédalles ; des aciers en attente, disposés dans l'manie de la poutre supérieure, jouent le rôle d'aciers de couture et de fissuration. La partie 1 des poteaux est prolongée selon 11 jusqu'au niveau supérieur de la dalle de compression, pour servir de coffrage lors du coulage de cette dalle. La fabrication de ces éléments (intérieurs ou de façade) en béton armé est facilitée car ils sont tous réalisables à partir de deux moules, le moule d'un refend intérieur ou d'un panneau plein de façade permettant respectivement de couler un portique intérieur ou un portique de façade après la pose d'un noyau délimitant les contours intérieurs. La figure 8 représente un assemblage d'éléments de façade et de portiques selon l'invention. Les éléments de façade 1 et 2 et le portique intérieur 3 sont disposés selon les axes OX, OY orthogonaux Les sections 11, 21 des éléments de façade et la section 31 du portique sont assemblées de telle sorte que des sections 6 et 7 soient délimitées entre ces éléments, pour permettre le coulage d'un béton de liaison. Le montage des éléments préfabriqués (avant coulage du béton complémentaire) s'effectue grâce a des équerres métalliques 4, 5 réalisées en tôle de forte épaisseur qui jouent un double rôle r d'une part, elles maintiennent les éléments préfabriqués durant le montage, d'autre part, elles servent de coffrage en fermant les sections 6 et 7.Ces équerres comportent des perçages destinés à leur montage entre les poteaux des portiques à assembler ; pour ce faire, les portiques comportent des douilles métalliques préscellées, positionnées avec soin sur la partie latérale du pied de portique, dans le cas où l'on désire effectuer un assemblage laissant une section réduite pour le béton complémentaire. Une autre disposition de ce coffrage est représentée au noeud des portiques 10, 11, 12 et 13 ; les coffrages en équerre sont fixés sur la face intérieure des poteaux des portiques laissant des sections 16 et 17 d'une valeur sensiblement double de celle des sections 6 et 7. Les figures 9 et 10 montrent, en coupe, le détail d'assemblage de deux éléments de portique de façade. Selon la figure 9, les éléments 1 et 2 sont assemblés à l'aide de l'équerre 3 fixée sur les parties latérales des éléments à l'aide de douilles 4 et 5. Une section réduite 6, destinée au liaisonnement des éléments 1 et 2 est ainsi ménagée. La figure 10 représente l'autre position possible de ce coffrage en forme d'équerre ménageant une section 6' sensiblement double de la section 6 de la figure 9 ; les éléments à assembler 1 et 2 comportent des douilles préscellées 4' et 5' disposées sur leur face intérieure. La figure 11 représente l'équerre 3, formant coffrage, constituée en tôle de forte épaisseur, raidie convenablement et comportant des perçages selon deux axes X1, X'1 et X2, X'2 sur chacune de ses ailes pour permettre la fixation dans les positions représentées aux figures 9 et 10. Le diamètre des trous percés dans la tôle est supérieur à celui des boulons venant s'engager dans les douilles et permet une latitude suffisante pour le réglage de la verticalité des éléments préfabriqués lors de leur pose. 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 modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 10) Construction modulaire avec refends et portiques préfabriqués en béton armé destinée à l'édification d'immeubles de faible et moyenne hauteurs, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un module de base polygonale et de refends et portiques disposés dans des plans verticaux de cette base assemblés entre eux selon leurs noeuds de jonction et selon leurs plans horizontaux haut et bas, la construction étant obtenue par juxtaposition horizontale et verticale de ces modules. 20) Construction modulaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que les refends et les portiques sont issus du même moule, les portiques étant coulés dans le moule des refends dans lequel on dispose un noyau central. 30) Construction modulaire selon la revendication i, caractérisée en ce que les refends et les portiques ont un profil de rives identique. 4 ) Construction modulaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que les portiques de façade ont une section en forme de e dont l'élément horizontal supportant la dalle de couverture du module comporte une partie haute qui sert de coffrage pour le coulage sur la prédalle de la dalle de compression. 50) Construction modulaire selon la revendication l, caractérisée en ce que la base polygonale est un carré. 60) Construction modulaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que la base polygonale est un rectangle. 70) Construction modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la liaison latérale de deux, trois ou quatre éléments préfabriqués entre eux est réalisée par le coulage d'un béton complémentaire dans le volume restant libre entre ces éléments comportant des aciers en attente sur leurs rives verticales, la liaison entre les éléments de deux niveaux différents étant assurée par des aciers en attente disposés à la partie haute de ce béton complémentaire. 80) Construction modulaire selon la revendication l, caractérisée en ce que les éléments préfabriqués, comportant des douilles filetées noyées dans les parois verticales, sont positionnés durant leur montage par des équerres fixées sur ces douilles, les équerres délimitant le volume dans lequel est ensuite coulé le béton de liaison. 90) Construction modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les portiques intérieurs sont constitués de poteaux à section en + reliés en tête par une poutre présentant des feuillures latérales recevant les prédalles. 100) Construction modulaire selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la liaison verticale de plusieurs éléments disposés selon des axes orthogonaux, est réalisée en coulant un béton complémentaire dans chacune des réservations limitée par les faces latérales de deux portiques adjacents et un coffrage en équerre fixé sur les parois latérales des portiques. 11 ) Construction modulaire selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que le coffrage en équerre est fixé sur les faces internes des portiques, la réservation ainsi ménagée présentant une section formée de deux carrés imbriqués, l'un d'eux étant limité par les faces latérales des deux portiques adjacents, l'autre par les faces intérieures du coffrage en équerre et les parois latérales des portiques. 120) Construction modulaire selon la revendication l, caractérisée en ce que les prédalles constituant le plancher haut sont posées sur les portiques, une dalle de compression coulée sur la prédalle assurant la solidarisation de l'ensemble.