Brevet FR2301653A1 — publié le 19760917

L'objet de la présente invention est une poutre métallique aux utilisations multiples: ponts roulants, portiques, monorails, grues échafau dagues, membrures, constructions métalliques, & .. Elle se caractérise à la fois par sa structure constitutive et par son procédé de fabrication. I. Structure. - La poutre selon l'invention comporte essentiellement deux parties: 1. Une partie supérieure formant un caisson en tole ajourée, de section transversale de préférence triangulaire la pointe en bas, éventuellement quadrangulaire ou polygonale, voire ronde, avec ou sans ame centrale, mais toujours divisée géométriquement en deux moitiés symétriques par le plan vertical immatériel passant par son milieu. 2. Une partie inférieure assemblée sous la précédente par soudu re, boulonnage, rivetage, & . et dont la section transversale verti cale peut affecter un demi-profil en I ou un profil en 2 renversé (1). Il. Procédé de fabrication. - Les allègements des deux parties de la poutre sont obtenus chacun par exp82sion après découpe dans la ttle selon un dessin tel qu'il n'y ait aucune chute, la mise en forme et l'assemblage se faisant ensuite par retournage et pliages originaux, enfin par les procédé, connus en soi, de la soudure, du boulonnage ou du rivetage. Le dessin annexé montre un exemple simple, non limitatif, de poutre métallique selon lfflinvention, ainsi que les différentes phases de sa fabrication. On voit: Fig.1, plan de découpe de la partie supérieure de la poutre dans une tole plate; Fig.2, section transversale de la partie supérieure découpée, pliée, expansée et assemblée; Fig.3, plan de découpe de la partie inférieure de la poutre dans un fer profilé; Fig.4, section transversale de la poutre assemblée; Fig.5, vue perspective dune extrémité de la poutre. ame centrale; Fig.5a, la mêmes sans tme centrale Partie supérieure caissonnée. La figol montre une talle plate rectangulaire w-B-C-D, qui est découpée par tout moyen adéquat (presse, chalumeau, scie, & ..) selon la ligne brisée E-F.Cette ligne détermine une série de trapèzes alternés symétriquement de part et d'autre de la ligne médiane H-H', et dont les petites bases e ...e'3 de l'un des côtés sont disposées en échiquier par rapport aux petites bases f ....fl3 de l'autre c8té, en sorte que les trapèzes se suivent, sur le dessin, dans l'ordre: e -@@-f-e, f-e-e'-f', e'-f1-f1-e1, & ...f3-e3-e'3-f'3. Les deux trapèzes d'extrémité sont des trapèzes rectangles dont les petites bases (E-e et f'3-F) sont moitié moins longues que les autres. Pour l'assemblage, l'une des demi-teles (p.ex. E-B-C-F) est retournée afin que sa petite base F-f'3 se trouve en face de la petite base E-e lorsque l'on applique chacune des autres petites bases en face de son homologue pour former des fenêtres L et L' (cf. Fig.2) dont chacune présente le profil de deux trapèzes réunis par leurs grandes bases devenues immatérielles, par exemple: e3-e'3-f'3/e - f0-f-e/f3. Toutes les petites bases sont assemblées par paires (par soudure ou moyen équivalent) sur l' & e du profilé ou de la poutre constituant la partie inférieure de l'ensemble, selon une ligne indiquée par le point 3 de la fig.2. On aura procédé, avant ce premier assemblage, au pliage des deux demitôles selon les lignes indiquées en trait mixte sur la fig.1: G1-G21, G3-G'3, G2-G'2, G-G2, symétriquement par rapport à la ligne médiane H-H', de façon à former un caisson diédrique dont l'arête est tournée vers le bas, et dont la partie supérieure présente de préférence un flanc plein Gl-G'1/G3-G'3 et G2-G'2/GG', et un plafond horizontal pleiwsoudé, éventuellement avec une faible nervure longitudinalecon- tribuant à raidir la poutre contre des efforts de gauchissement. Partie inférieure de la poutre. La fig.3 montre la ligne de découpe E-F d'un profilé du commerce N-0-P-Q, dont la moitié indiquée en tireté servira pour un autre élé ment. Là encore, la ligne brisée E-F dessine une série d'échancrures trapézoïdales M séparées par les langues trapézoidales inverses 20, 2, 2', 2", 2"', dont les petites bases portent les mêmes références que-- la moitié de celies de la découpe de la fig.1, parce que le profilé 4 ainsi découpé est appelé à titre rapporté (p. ex. par soudure) le long de l'arête inférieure du dièdre de la partie supérieure, pour former chemin de roulemenqalan, ou tout appareil devant y circuler. La fig.5 montre en perstective une extrémité de la poutre terminée, dont les deux flancs inclinés orésentent une série de fenêtres constiZ tuées chacune par l'addition de deux échancrures L et L' es d'une échan erure M. Son a me centrale W présente aussi des échancrures L". La poutre métallique ainsi obtenue présente les qualités suivantes: 1. Fabrication sans aucune chute de la matière première; 2. Légèreté; 3. Résistance remarquable aux moments de flexion dans les plans verti cal et horizontal, de torsion, ainsi qu'aux efforts de gauchisse menti de flambage et de toutes autres déformations. Ses applications sont nombreuses, comme il a été dit dans le préambule. Les qualités ci-dessus dues à son procédé de fabrication et à sa forme en caisson associée au raidisseur que constitue sa partie inférieure, font de cette poutre un corps inventif certain bien caractérisé, quelles qufen soient les applications. On peut, sans sortir du cadre du présent brevet, réduire les dimensions des fenêtres, voire les supprimer en tout ou en partie. On pourrait de même, pour des caissons de petites dimensions, découper les fenttres dans une t8le qui ne serait pas séparée en deux moitiés, mais seulement plié. et assemblée, par soudure ou autrement, le long de son autre inférieure. Enfin, pour de fortes charges, le caisson pourra titre renforcé par une ame centrale W obtenue avec avantage par expansion dans une tôle,procurant une économie de matière. L'examen des figures 1 et 2 montre l'importance de l'expansion intervenant à la suite de la découpe, du pliage et de l'assemblage du caisson: soit h = D-C la largeur d'un des cotés de la t81e A-B-C-D perpendiculaire à la ligne médiane H-H', et h' la hauteur des trapèzes dessinés par la ligne brisée de découpe E-F. Le périmètre de la section transversale du caisson (Fig.2) est: p = h + hl, soit une expansion égale à la hauteur h' , et ce sans aucune chute de métal. REVEiSDICATIO7fSX . - 1. Poutre métallique caractérisée en ce qu'elle est constituée par une partie supérieure en caisson de section transversale appropriée, avec ou sans Sme centrale, mais dont le plan vertical médian divise ledit caisson en deux moitiés cylindriques; - et par une partie infé- rieure profilée et avantageusement échancrée, rapportée le long de la longitudinale médiane inférieure du caisson. 2. Poutre selon 1, caractérisée en ce que la découpe des tales appelées à former le caisson et le profilé inférieur se fait selon des lignes brisées déterminant des échancrures trapézoidales dont le dessin et l'assemblage expansé éliminent toute perte ou chute de matière première. 3. Poutre selon 1 et 2, caractérisée par la section transversale diédrique de sa partie supérieure en caisson. 4. Poutre selon 1, 2 et 3, caractérisée en ce que la mise en regard des échancrures trapézoidales de ses parties supérieure et inférieure lui confère une structure ajourée légère, mais résistant convenablement aux moments de torsion et de flexion, ainsi qu'aux efforts de traction, de gauchissement ou de flambage. 5. Poutre selon 1, 2, 3 et 4 dans ses multiples applications.