Brevet FR2304734A1 — publié le 19761015

La présente invention concerne une structure métallique à base d'éléments emboutis et/ou pliés, notamment utilisable dans le domaine du bâtiment. Traditionnellement, il est connu de fabriquer des structures métalliques servant d'ossature aux bâtiments, en utilisant la mécano-soudure; dans ce cas, l'ossature est réalisée à partir de profilés standards, en acier, dont l'assemblage se fait par soudure. Cette méthode présente divers inconvénients, et notamment celui du poids; les profilés ont généralement une épaisseur de 5mm environ, ce qui aboutit à des pièces lourdes et donc difficiles à manipuleur, De plus, le prix de revient de cette méthode est élevé en raison du matériau utilisé, des frais de transport et de manutention, et aussi en raison du personnel qualifié qu'il faut avoir pour réaliser l'assemblage desdits profilés. La structure selon la présente invention pallie ces divers inconvénients et permet en particulier d'obtenir une ossature solide, tout en étant plus légère qu'une charpente traditionnelle, d'un montage simple et d'un transport aisé. La structure métallique selon l'invention est notamment remarquable en ce qu'elle se compose d'éléments emboutis et/ou pliés. Lesdits éléments peuvent former en particulier des colonnes destinées à recevoir des panneaux de cloisons et/ou des poutres destinées à supporter des pannes et des panneaux de toiture. Préférentiellement, ces élements sont obtenus par poinçonnage à plat, puis découpage à la dimension désirée, et enfin, emboutissage et/ou pliage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre faite en regard des figures données à titre indicatif et nullement limitatif, parmi lesquelles - la figure la montre divers éléments emboutis selon l'invention, - la figure lb représente la colonne obtenue à partir des éléments de la figu re la, - la figure 2 représente les éléments servant de jonction aux colonnes et aux poutres, - la figure 3a montre en vue éclatée la jonction des poutres, - la figure 3b représente cette jonction une fois réalisée, - la figure 4 montre un élément anti-vrillage et/ou anti-flambage, - la figure 5 représente le positionnement de l'élément de la figure 4, - la figure 6 est une vue d'ensemble d'un bâtiment réalisé à partir des élé ments représentés dans les figures la à 5. Selon la figure la, on peut voir deux éléments emboutis 1, ayant un profil en C. Dans ce cas, ces éléments sont destinés à former des colonnes qui. recevront les panneaux des cloisons; préférentiellement, c#chaque colonne est composée de deux éléments 1, disposés dos à dos, et la base desdites colonnes est renforcée par deux demi-flasques 2, qui sont elles-memes des éléments emboutis.La colonne complète référencée 3 apparaît à la figure 1b La figure 2 fait apparaître les éléments emboutis 5, également dé- nommés goussets d'angle, qui permettent la jonction entre les éléments 1 cons- tituant une colonne, et les éléments 4 constituant une poutre; de la que précédemment, chaque poutre se compose préférentiellement de aers eErenes emboutis 4, à profil en C, disposés dos à dos, En outre, les-dswerses autres sont destinées à recevoir les pannes et les panneaux de toiture Selon la figure 3a, on peut voir des éléments emboutis g, également dénommés goussets de tête, assurant la jonction entre les poutres constituées des éléments 4.L'ensemble poutres-goussets référencé 7 est illustré à # la fi- gure 3b. Afin d'éviter tout risque de flambage et/ou de vrillage des ments 1 ou 4, il a été trouvé que l'adjonction de cales anti-vrillage. et/ou anti-flambage 8, illustrées à la figure 4, donnait des résultats satisfaisants. Ces cales 8 sont des éléments emboutis, et leurs dimensions sont calculées de telle sorte qu'elles puissent rentrer à l'intérieur des profils en C des éléments 1 (ou 4), comme cela apparatt à la figure 5. Une meilleure rigitifica- tion des éléments 1 (ou 4) est obtenue lorsque la base de la eale est disposée vers l'extérieur des profils en C.De cette façon, en prenant l'exemple de, colonnes, on obtient une bonne rigidification desdites colonnes puisqu'on a au centre de la colonne, une double épaisseur métallique (les profils sont placés dos à dos) et que, d'un autre coté, le pourtour de la colonne est cons- titué par les ailes du C, reliées par la base de la cale précitée, La figure 6 illustre un bâtiment réalisé à partir des divers éls- ments emboutis décrits ci-dessus. Ce bâtiment se compose essentiellc-nt d'morne série de portiques, chaque portique comprenant deux colonnes reliees deux poutres par des goussets d'angle, et les poutres étant reliées a leur sci# par des goussets de tête.Afin d'augmenter la solidité du bâtiment, en double chaque élément du portique, c'est-à-dire qu'une colonne eomprendrs deux elles ments 1, solidarisés par deux éléments 2, et que chaque poutre comprendra deux éléments 4, deux goussets de tête 6, placés dos à dos, reliant les deux tres,et deux goussets d'angle 5,placés dos à dos, reliant une cola ne et ane Poutre. On remarquera en outre sur cette figure 6, les cales 8 placees dans les poutres et dans les colonnes, ainsi qu'une panne faîtière 9 reliant les divers goussets de tête 6; cette panne faîtière 9 est un élément embouti, de même que toutes les autres pannes 10.Il est bien entendu que sur ces dernières seront disposés les panneaux de toiture 12, alors que des panneaux de cloison 11 sont également prévus. Selon un mode préférentiel de réalisation, on dispose en outre entre les colonnes, et reliant ces dernières, des éléments de connexion constitués d'un treillis; ce dernier peut se composer notamment de lisses 14 placées de part et d'autre des éléments 1 et solidarisées à ceux-ci, ces lisses étant en outre des éléments emboutis Le treillis est complété par un feuillard disposé entre lesdites lisses et reliant celles-ci, préférentiellement dans un agencement en zig-zag, le feuillard étant éventuellement embouti pour augmenter encore la solidité du treillis.Il est également possible de prévoir des câbles de contrainte 15 ou analogues, reliant entre elles les poutres et/ou les colon nes Il ressort de ce qui précède que les éléments 1 et 4 ont préférentiellement un profil en C, mais d'autres profils sont envisageables suivant l'élément choisi; par exemple, il est préférable d'utiliser une panne faîtière et des lisses ayant un profil oméga. Il est à signaler que la construction d'un bâtiment, tel que celui illustré à la figure 6, se fait par boulonnage, évitant ainsi l'emploi de sou- dure nécessitant la présence d'un personnel qualifié. La présente invention concerne également le procédé d'obtention des divers éléments utilisés dans la structure métallique. Dans ce procédé, trois points sont particulièrement importants; tout d'abord, le matériau de base qui est un feuillard dont les caractéristiques (épaisseur, matière...) dépendent bien évidemment de l'utilisation qui sera faite de ladite structure métallique. Toutefois, à titre indicatif, il faut noter que l'emploi de feuillard d'acier galvanisé de 2 à 3 a d'épaissSur donnait entière satisfaction et permettait d'obtenir une solidité comparable à celle des charpentes traditionnelles, tout en s'accompagnant d'un gain de poids appréciable (32 % environ). Les deux autres points importants du procédé concernent le poinçonnage du feuil lard et l'emboutissage dudit feuillard. Il faut en effet signaler que le poinçonnage s'effectue à plat; préalablement, on aura refendu la bobine d'acier, ou analogue, à la largeur développée nécessaire à la fabrication d'éléments pliés en C. La bande obtenue est donc poinçonnée puis cisaillée à la longueur voulue. Après cette opération de poinçonnage à plat suivi de découpe, on effectue l'emboutissage des divers éléments, cet emboutissage augmentant la rigidité de chaque élément, en raison de l'écrouissage qui se produit lors du pliage. D'autres avantages découlent de la technique utilisée, et notamment un transport plus aisé des éléments, les profils en C s'emboîtant les uns dans les autres et réduisant ainsi les frais de colisage. En outre, le métal employé est calculé avec exactitude pour le besoin envisagé, car un profil courant du commerce peut être trop fort (gaspillage de métal, frais de transport et de manutention élevés) ou trop faible (fragilité de la construction obtenue). REVENDICATIONS 1) Structure métallique, notamment utilisable dans le domaine du bâtiment, caractérisée en ce que ladite structure est composée d'éléments emboutis et/ou pliés. 2) Structure métallique selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits éléments définissent des colonnes destinées à recevoir des panneaux de cloisons 3) Structure métallique selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites colonnes comprennent à leur base au moins une paire de flasques de façon à renforcer le pied desdites colonnes, lesdites flasques étant préférentiellement des éléments emboutis, au sens de la revendication 1. 4) Structure métallique selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits éléments définissent des poutres destinées à supporter des pannes et des panneaux de toiture. 5) Structure métallique selon les revendications 2 et 4, caractérisée en ce que lesdites poutres sont reliées auxdites colonnes par des demiflasques formant goussets d'angle, lesdites flasques tant préférentiellement des éléments emboutis, au sens de la revendication 1. 6) Structure métallique selon l'une des revendications 4 ou 5, ca ractérisée en ce que lesdites poutres sont reliées entre elles, à leur sommet, par des demi-flasques formant goussets de tête, lesdites flasques étant préférentiellement des éléments emboutis, au sens de la revendication 1. 7) Structure métallique selon la revendication 6, caractérisée en ce que les divers goussets de tête sont reliés entre eux par une panne fattière préférentiellement constituée d'un élément embouti, au sens de la revendication 1. 8) Structure métallique selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que lesdites colonnes et/ou lesdites poutres sont renforcées par des cales anti-vrillage et/ou anti-flambage, disposées à l'intérieur desdites colonnes et/ou desdites poutres, lesdites cales étant constituées préférentiellement d'éléments emboutis, au sens de la revendication 1. 9) Structure métallique selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des éléments de connexion réunissant les colonnes entre elles et éventuellement les poutres, lesdits éléments étant constitués d'un treillis comprenant notamment deux lisses et, entre lesdites deux lisses, un feuillard, éventuellement embouti et reliant lesdites deux lisses, préférentiellement en zig-zag. 10) Structure métallique selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisée en ce que les colonnes et/ou les poutres et/ou les pannes ont un profil en C, la panne faîtière et les lisses ayant préférentiellement un profil oméga. 11) Structure métallique selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisée en ce que les colonnes et/ou les poutres comprennent chacune deux éléments à profil en C, lesdits éléments étant disposés dos à dos 12) Structure métallique selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisée en ce que les colonnes et/ou les poutres sont reliées par des câbles de contrainte ou analogues. 13) Procédé d'obtention des éléments emboutis et/ou pliés nécessaires pour la structure métallique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que chaque élément est poinçonné à plat, puis découpé à la dimension désirée, et enfin embouti et/ou plié. 14) Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit élément est découpé dans un feuillard métallique dont l'épaisseur se situe préférentiellement aux environs de 2 à 3 mm